孙仲霞
山东泰和建设管理有限公司 邮编：264000
摘要:大体积混凝土在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝,这是一个相当普遍的现象。
关键词:大体积混凝土 裂缝
国内外工程技术界都认为，规定钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度主要是为了保证钢筋不产生锈蚀。在大体积混凝土工程施工中,由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化,从而导致混凝土发生裂缝。混凝土裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力。大体积混凝土的裂缝是可以控制的，其关键就在于采取措施控制水泥水化热引起的温度变化，这样才能解决大体积混凝土裂缝的质量问题。
一、混凝土裂缝产生原因
混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。
1、干缩原因
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩,且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响表面水分损失过快,变形较大,内部湿度变化较小变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低,水泥浆体干缩越大,干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝,宽度多在0.05-0.2mm之间。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性、耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂，影响混凝土的承载力等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
2、塑性收缩原因
混凝土塑性裂缝一般可分为两类,即塑性沉降裂缝和塑性收缩裂缝,这两种裂缝的形成过程都与混凝土的泌水有关,泌水是指混凝土浇筑捣实后尚未凝结硬化之前,从外表看在混凝土的浇筑面上出现一层清水或者从模板缝中渗出部分水的一种现象，这是因为水在混凝土拌合物各组分中密度最小。当混凝土成型后的静止过程中,部分密度较大的固体颗粒还会向下沉积,而水则只能向上浮动,一部分水泌出到混凝土的外表面,称为外泌水；另一部分被截留在钢筋及粗骨料的下面形成水囊,水分蒸发后产生孔隙及界面裂缝,从而降低了钢筋与混凝土之间的粘结强度以及水泥石与骨料之间的界面强度,致使混凝土的抗冻、抗渗和抗腐蚀能力减弱,抗压抗折强度降低,这部分水称为内泌水,只有当水泥水化产生的胶结强度足以阻止固体颗粒相对运动或者各种固体颗粒经过迁移已达到紧密堆积状态时,沉积相对停止,泌水才告结束,泌水使混凝土的体积缩小,促成了混凝土塑性裂缝的产生.混凝土塑性裂缝是指混凝土浇筑成型后还未硬化,仍处于可塑状态时产生的裂缝,塑性裂缝的出现不仅会影响混凝土构件的外观质量,更重要的是会造成混凝土防水性能下降、钢筋容易锈蚀等不良后果,影响混凝土结构的使用年限,关于这一点应在设计和施工过程中给予充分的重视。
塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上,较短的裂缝一般长20-30cm,较长的裂缝可达2-3m,宽1-5mm。从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况、混凝土构件截面变化等规则的形状,深度一般3-10cm,它与塑性沉降裂缝相比,贯穿整个混凝土板的裂缝是极少的,而且塑性收缩裂缝通常延伸不到混凝土板的边缘,这一点可作为混凝土早期塑性收缩裂缝与混凝土长期于燥收缩裂缝相区别的依据,在实际上很难区别塑性收缩裂缝与塑性沉降裂缝,但如果裂缝的走向与钢筋布置的形状和混凝土构件的几何形状有关,则可以判定沉降在裂缝的形成过程中起了一定的作用,有时这两种裂缝是同时存在的,只不过是以何种为主罢了。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
普通混凝土所含的水分少在泌水和毛细管的双重作用下使混凝土的体积收缩小而且较均匀,所以普通混凝土较少产生塑性收缩裂缝。对于泵送混凝土而言，因其所含的水分较多,若环境温度高、风速大且干燥,水分挥发迅速,混凝土的泌水和毛细管提升水的综合作用低于水的挥发作用时,混凝土表层脱水速度远大于混凝土内层提供水的速度,造成了混凝土面层体积收缩大,若这时混凝土还未产生足够的强度,则在混凝土表面产生塑性收缩裂缝。商品混凝土因运输距离长,为防止流动性损失过大,常常加入缓凝剂、保塑剂等,更增加了形成塑性收缩裂缝的可能。因混凝土的塌落度大,对模板的侧向压力也大,使模板容易发生变形也会形成塑性裂缝,消除塑性收缩裂缝的积极方法与消除塑性沉降裂缝的方法基本相同。
3、沉降原因
由于地基的不均匀沉降,使混凝土产生通缝裂纹。
4、温度原因
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,混凝土表面就会产生裂缝。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
二、大体积混凝土裂缝的预防与控制
1、设置沉降缝。凡不同荷载(高差悬殊的房屋)、长度过大、平面形状较为复杂,同一建筑物地基处理方法不同和有部分地下室的房屋,都应从基础开始分成若干部分,设置沉降缝,使其各自沉降,以减少或防止裂缝产生。
2、应严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率；同时要振捣密实,以减少收缩量,提高混凝土抗裂度。浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿润；混凝土浇筑后,对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖,认真养护。在气温高、湿度低或风速大的天气施工,混凝土浇筑后,应及早进行喷水养护,使其保持湿润；大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。混凝土养护可采用表面喷氯偏乳液养护剂或覆盖湿草袋、塑料布等方法，当表面发现微细裂缝时,应及时抹压,再覆盖养护。
3、选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)配制混凝土或混凝土中掺适量粉煤灰并严格控制砂、石子含泥量,降低水灰比,加强振捣,以提高混凝土的密实性和抗拉强度。在混凝土中掺加缓凝剂,减缓浇筑速度,以利于散热,或掺木钙、减水剂,以改善和易性,减少水泥用量。
4、混凝土施工中注意事项。避开炎热天气浇筑大体积混凝土，必须在热天浇筑时,可采用冰水或深井凉水拌制混凝土,或设置简易遮阳装置,并对骨料进行喷水预冷却,以降低混凝土搅拌和浇筑的入模温度。分层浇筑混凝土,每层厚度不大于30厘米,以加快热量散发,并使温度分布均匀,同时也便于振捣密实。大体积混凝土适当预留一些孔道,采 取通冷水或冷气降温。混凝土中部和表面温差不宜大于20℃,以防止急剧冷却造成表面裂缝。蒸汽养护构件时,控制升温速度不大于25℃/小时,降温速度不大于20℃/小时,并缓慢揭盖,及时脱模,避免引起过大的温度应力。混凝土应振捣密实,并注意对表面进行抹压,可在混凝土初凝后、终凝前进行二次抹压,以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量。加强混凝土早期养护,并适当延长养护时间，大体积混凝土养护时间不少于14天。
三、结束语
综上所述,混凝土的裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力,影响建筑物的使用功能,而且会引起钢筋的锈蚀,混凝土的碳化,降低材料的耐久性,影响建筑物的承载能力,所以做好大体积混凝土裂缝的预防和控制对保证大体积混凝土构件质量至关重要。
参考文献：《大体积混凝土施工标准》GB50496-2018