大体积混凝土裂缝成因及防治措施

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　　【摘要】在工业与民用建筑工程中，大体积混凝土施工日益普遍，而裂缝却是大体积砼结构中广泛存在的一种现象，由于混凝土体积大，内外散热不均匀，使得内部产生较大的温度应力可能导致裂缝产生，最终影响建筑物的质量和使用功能。本文分析大体积混凝土裂缝产生的原因、机理，并针对裂缝产生的原因提出减少裂缝的防治措施。
　　【关键词】大体积混凝土；裂缝；防治措施
　　
　　近年来，我国建筑业不断发展，不断涌现出大体积混凝土建筑物，这些建筑物由于结构和使用功能方面的要求，结构伸缩缝间距远远超过我国规范的限定值。在建筑结构设计和施工中倘若不及时查明裂缝成因和采取有效的防治措施，将引起建筑物的大面积开裂，严重影响建筑物的结构质量和使用要求。为此研究大体积混凝土裂缝防治措施具有十分重要的意义。
　　1 大体积混凝土裂缝成因分析
　　大体积砼是指最小断面尺寸大于 1m 以上的混凝土结构，或可能因水泥水化产生水化热，引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的砼。大体积混凝土施工过程中产生的裂缝有多种原因，其主要是由温度和湿度的变化引起的温度裂缝，混凝土收缩导致的收缩裂缝，以及由于水泥安定性不合格或骨料中含泥量过多形成的材料裂缝。
　　1.1 温度变化引发的裂缝
　　浇筑大体积混凝土结构时，水泥的水化热很大，水化释放的热量局部聚集，在混凝土内部不容易散发，这样混凝土内部的温度将显著升高，而混凝土表面则散热较快，形成较大的温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，超过极限强度时，将会在混凝土表面产生裂缝。倘若此时混凝土养护不周，水分蒸发较快，大体积混凝土处于干缩状态，将会加剧裂缝的产生。混凝土在硬化后期，由硬化时的最高温度逐渐冷却到稳定温度的降温过程中，体积收缩，由于受到结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，在混凝土内部又将产生较大拉应力，通常又将形成贯通裂缝。
　　同样外界大气温度的变化也会引起大体积混凝土产生裂缝，尤其是施工期间外界气温变化，会大大增加混凝土结构内外层的温差，施工过程中外界气温愈高，浇筑混凝土时温度也愈高，当气温骤降时，会形成较大的温度应力，从而产生裂缝。
　　1.2 混凝土收缩导致的收缩裂缝
　　收缩裂缝一般是大体积混凝土已经养护结束一段时间产生的，在混凝土结构浇筑完毕一定时间也会出现。混凝土浇筑后仍处于塑性状态，除了20%的水分用于水泥硬化外，其余约80%的水分是要蒸发的，如果表面水分蒸发过快，在大体积混凝土中形成内外湿度梯度，表面就将产生较大的干缩变形，而内部收缩小，变形就受到混凝土内部约束，形成较大拉应力，当拉应力大于混凝土的抗拉强度时，表面产生裂缝。影响收缩裂缝产生的因素主要有混凝土中的水泥品种和用量，以及用水量。水灰比不同，其收缩量也不同，产生裂缝的程度不同。
　　1.3 混凝土材料引起的材料裂缝
　　大体积混凝土所用水泥安定性不合格，或骨料中含泥量过多等会引起龟裂。同时由于混凝土材料本身特性也会引起裂缝，混凝土一般是不能抗拉的，或只能承受很小的拉应力，在大体积混凝土结构中拉应力主要应由钢筋来承担，混凝土只承受压应力，若结构设计不合理，在混凝土内部或钢筋混凝土的边缘部位出现了拉应力，又没有钢筋来承受这种拉应力将会形成裂缝。
　　2 大体积混凝土裂缝防治措施
　　2.1 合理选择原材料
　　水泥水化热是大体积混凝土裂缝形成的重要因素，水泥水化释放的热量多少主要取决于水泥的品种和水泥的用量，应尽量选用水化热低，凝结时间长的水泥，优先采用矿渣硅酸盐水泥、煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。同时控制水泥用量，尽量利用混凝土的后期强度。粗骨料选用粒径大，级配好的石子，同时含泥量不大于1%；细骨料尽量用干净的中粗砂，控制砂子的含泥量不大于 5%。
　　采用粉煤灰作为主要掺合料，改善和易性便于泵送和降低水化热；为了节约水泥用量，降低水化热，延缓混凝土初凝时间，外加剂通常采用减水剂和缓凝剂，这样能够有效阻止大体积混凝土由于冷缩和干缩而引起裂缝。
　　2.2 严格控制施工过程
　　大体积混凝土在浇筑过程中，为了减少产生裂缝，应该根据结构的形式及设计要求，混凝土的级配和配筋的疏密等情况分别采用全面、分段和斜面分层法。浇筑完成后应加强大体积混凝土的保湿保温养护，防止混凝土受不利温度湿度的侵袭产生内外温度差及混凝土表面温度梯度而出现干缩等温差和收缩裂缝，同时为防止混凝土在硬化工程中出现表面龟裂现象，要及时进行二次抹面处理。在整个大体积混凝土工程中，及时养护和保温处理对防止裂缝的出现尤为重要。
　　2.3 其他防治措施
　　在混凝土的拌制过程中，要严格控制好水泥用量和水的用量，采取振捣棒振捣，在振捣界限以前进行二次振捣，防止混凝土振捣不均匀，产生空隙，掌握好混凝土到达现场的塌落度。为防止水泥水化产生的热量大量积聚，应在结构适当位置设置后浇带，将大体积混凝土分块浇筑，减轻混凝土收缩变形形成裂缝。在应力集中区可以设置温度配筋，改善应力条件，防止温度变化和混凝土收缩产生应力集中出现裂缝。
　　3 结语
　　大体积混凝土结构裂缝控制难度大，必须对其裂缝的成因深入分析，总结出其产生裂缝的主要影响因素；力求从多个角度提出防治措施。今后工程技术发展与日俱进，我们必须不断创新设计理念，改进施工方案，以此保证工程的施工质量和使用功能。
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