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大体积混凝土裂缝的成因及预防温倞淳

发表时间：2020/9/22 来源：《基层建设》2020年第17期作者：朱胜强汪阜阳张天明温倞淳

[导读] 摘要：在建筑工程大体积混凝土施工过程中，需要对每一个施工环节进行严格把关，针对大体积混凝土裂缝产生的原因进行深入分析，从混凝土组成材料、施工安排、浇筑前后和养护保温等各个环节采取具有针对性的措施来加以控制，全面提高大体积混凝土的施工质量，确保整体工程的质量，为建筑工程使用年限的延长奠定良好的基础。

        中建八局第一建设有限公司山东济南 250000
        摘要：在建筑工程大体积混凝土施工过程中，需要对每一个施工环节进行严格把关，针对大体积混凝土裂缝产生的原因进行深入分析，从混凝土组成材料、施工安排、浇筑前后和养护保温等各个环节采取具有针对性的措施来加以控制，全面提高大体积混凝土的施工质量，确保整体工程的质量，为建筑工程使用年限的延长奠定良好的基础。本文对大体积混凝土裂缝控制措施进行了探讨。
        关键词：大体积；混凝土裂缝；预防
        1大体积混凝土施工技术
        大体积混凝土施工技术的主要特点是混凝土结构体积较大，在混凝土结构凝结过程中，内外温差较大，容易产生混凝土裂缝。对此，应注意严格依据相关标准组织施工，尤其是在混凝土浇筑中，应保证一次浇筑完成，降低施工缝发生率。另外，对于大体积混凝土施工所需材料，需做好质量检测，保证符合相关标准规定。对于施工全过程，应加强每个环节的精准把控，当浇筑完成后，及时采取养护措施，严格控制混凝土结构温度和湿度，提高结构稳定性。
        2大体积混凝土结构现状
        相较于常规混凝土结构，混凝土浇筑量大、钢筋用量多、构件截面尺寸和体形大、工程条件复杂、施工难度系数大、施工技术要求高是大体积混凝土结构几个突出的基本特点。另外，大体积混凝土结构在实际施工过程中，由于水泥水化热所产生的热量、混凝土收缩、外界条件等原因给混凝土结构所带来的温度和收缩应力等影响明显大于普通混凝土结构。
        裂缝是混凝土结构施工过程中易出现的普遍性问题，尽管实际施工中对于混凝土结构的设计是以承载能力极限状态为基础的，但裂缝却是多数工程正常使用标准的主要控制因素。因此，要想有效减少和避免裂缝的产生，了解大体积混凝土结构裂缝的类型是必要前提。根据现代混凝土试验研究和施工实际经验案例总结，大体积混凝土结构裂缝主要包括以下几种：①宽度不小于0.05mm、肉眼可见的表面裂缝、贯穿裂缝和深层裂缝。表面裂縫是指在构件表面所产生的裂缝，多由内外温差所致，一般发生在大体积混凝土结构浇筑初期;贯穿裂缝是切断结构断面、贯穿于整个构件截面的裂缝，对大体积混凝土结构的耐久性、稳定性和防水性等性能具有严重负面影响，由体积变形、温差和边界条件约束等因素引起;基础约束范围内的混凝土大面积处于拉应力状态下时容易发生深层裂缝。②宽度小于0.05mm、不可见的骨料裂缝、粘着裂缝和水泥石裂缝。存在于骨料本身的裂缝为骨料裂缝;存在于骨料周围和水泥石粘面上的裂缝为粘着裂缝;存在于骨料间水泥浆中的裂缝为水泥石裂缝。前者主要受外部因素影响较大，而后者则受材料本身影响较大。
        3大体积混凝土裂缝的成因
        3.1水泥水化热
        水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。当混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便开始产生温度裂缝。这就是大体积混凝土容易产生裂缝的主要原因。
        3.2外界气温变化
        温度应力是由于温差引起温度变形造成的;温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃，并且有较长的延续时间。
        3.3混凝土的收缩
        混凝土中约20℅的水分是水泥硬化所必须的，而约80℅的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。
        3.4约束条件
        大体积钢筋混凝土与地基浇筑在一起，当早期温度上升时产生的膨胀变形受到下部地基的约束而形成压应力。由于混凝土的弹性模量小，徐变和应力松弛度大，使混凝土与地基连接不牢固，因而压应力较小。但当温度下降时，产生较大的拉应力，若超过混凝土的抗拉强度，混凝土就会出现垂直裂缝。

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        4大体积混凝土裂缝控制的措施
        4.1合理选择原材料，优化混凝土的配合比
        要想控制大体积混凝土施工裂缝的产生最好的方法是控制对大体积混凝土材料的选择，选择类似于矿渣硅酸盐水泥等中低热的水泥品种，以此来减少水化热现象对于大体积混凝土的作用。通过使用较为适宜的外掺剂来加强混凝土的和易性和降低大体积混凝土的水化热现象。在配置混凝土时优先选用那些自然连续级配的粗骨料，选用那些粒径较大的材料和配比级别较高的石子。尤其是在选择细骨料时尽可能的以中、粗砂石为准。另外，加强对原材料与配合比的控制，提高混凝土的抗裂性能，增强混凝土的极限拉伸变形能力，确保大体积混凝土在工程施工当中尽可能的以产生微膨胀和低收缩为准，从而实现对大体积混凝土裂缝的有效控制和保证建筑工程结构的整体质量不受影响。
        4.2合理控制温度
        第一，控制大体积混凝土的入模温度首先要控制好大体积混凝土所使用的原材料的初始湿度，做好对大体积混凝土入模前冷水搅拌、骨料、水泥等初始湿度的控制。在外界环境温度较低时对混凝土进行浇筑。第二，加强对最高温度的控制。想混凝土当中埋设水管，通过冷却水管内部水流的流通制冷来吸收和弱化混凝土内部聚集的水泥水化热，进而实现混凝土浇筑测过水化热的温度升高；第三，加强对养护温度的有效控制和做好对大体积混凝土入模温度的精心管理。
        4.3采取分层、分段、分缝式区域交错浇筑
        大体积混凝土的浇筑并不是随意的没有限制的，而是有严格的浇筑流程和浇筑方案约束的，大体积混凝土浇筑要根据浇筑整体的连续性、钢筋的疏密度、浇筑结构物的整体大小以及混凝土运输供应的条件等情况来确定。大体积混凝土浇筑当中的分面分层浇筑，也就是在对第一层全面浇筑完成之后，第一层的混凝土还未初凝，待混凝土中间部位的热量释放之后，才可开始对第二层进行混凝土浇筑，接下来的每层浇筑亦是如此，直至完工。此方法比较适宜体积庞大结构物厚度要求高的大工程，这种施工方法比较适合从结构物的短边开始进行，然后沿结构物的长边进行推进；第二，分段分层浇筑，分段分层浇筑可以将浇筑物分成两段或者多段进行浇筑，可以从中间向两段或者从两段向中间进行同时浇筑，此种方法适用于结构物厚度不大，但长度较长的大体积混凝土工程使用。
        4.4科学设置后浇带
        在建筑工程大体积混凝土施工过程中，应该科学设置后浇带，进而有效减少地基早期的不均匀沉降。通常由于上部建筑和地基地质的荷载不一致，建筑物易出现不均匀的沉降，这时可以在主楼地下室沿边狭长位置设置后浇带，预防混凝土裂缝，对地下室底版放松约束，减少温度的应力。
        4.5合理养护混凝土
        对混凝土进行合理的养护，一方面，可以降低混凝土内外的温差，调整混凝土的约束应力，减少温度对混凝土裂缝的影响。另一方面，通过养护可以降低混凝土降温的速率，利用混凝土自身的抗拉强度提升其抗裂能力。因此，合理的养护是混凝土施工过程中的重点和难点。在养护过程中，需要控制好混凝土的表面温度和中心位置之间的温差，将温差控制在一定范围内。也可以通过提高环境温度控制混凝土的降温速度，减小内外温差。以保障混凝土的强度和发挥应力松弛的作用。另外，在浇筑混凝土时，如果遇到恶劣天气，也需要做好养护工作，不仅要用防御彩条布遮挡混凝土，还要在周围挖好排水沟，以保证浇筑质量。
        5结束语
        总的来说，大体积混凝土浇筑裂缝产生的原因是比较复杂的，这其中不仅有外界环境的影响，而且还有原材料和后期养护工作的影响，为了有效解决这一问题，建筑工程的相关施工人员应高度重视，做好混凝土配制过程中温度的控制，加强原材料质量的把控，选择专业的施工人员并做好后期的养护工作。
        参考文献：
        [1]潘三平.大体积混凝土裂缝的成因及预防[J].四川水泥.2019(10)
        [2]朱兆明.大体积混凝土施工中的裂缝成因及预防对策[J].智能城市.2019(6)
        [3]王秋梅.浅谈大体积混凝土裂缝成因及预防对策[J]天津职业学院联合学报.2018(09)
        [4]陈晨.大体积混凝土裂缝的成因及预防[J].四川水泥.2018(06)
        [5]姚延鸿.大体积混凝土裂缝的成因及预防[J].河南建材.2018(1)