建筑工程大体积混凝土裂缝的防控治理

建筑工程大体积混凝土裂缝的防控治理

赵俊宇

中建八局西南公司 成都 610000 

在大型混凝土结构中，由于截面较大，水泥在水化过程中产生的热量难以散发，导致内外温度差异加剧，从而导致温度收缩应力的出现。另一方面，混凝土的收缩、地基的不均匀沉降以及水泥的稳定性也可能导致大型混凝土的裂缝，从而对结构的安全性和正常使用造成严重的危害。本文旨在深入研究大体积混凝土裂缝的形成机制，以及有效的预防和控制方法，以期为建筑工程的安全和质量提供有益的借鉴。

【关键词】大尺寸混凝土、裂缝、预防措施

0引言

随着技术的发展，大体积混凝土裂缝问题已成为当今建筑工程领域的一个重要课题，如果不能及时有效地解决这一问题，将会严重影响建筑工程的质量。因此，专业人员必须准确分析大体积混凝土裂缝产生的原因，并采取有效措施，以确保施工质量。

1大体积混凝土产生裂缝的原因

1.1干缩裂缝产生的原因

水泥砂浆中的湿气会导致混凝土的结构产生干缩，进而形成干缩裂缝。干缩裂缝是因为其在室内和室外湿度的变化造成的，其主要原因是：在外界环境的作用下，混凝土表层的水分迅速流失，发生很大的变形，而在混凝土内部湿度的扩散速率很低，其水分变动不大，而表面的干缩变形由于受混凝土的限制会引起很大的拉伸而产生裂缝。在室外湿度相对较小的情况下，水泥浆的干缩越大，越容易出现干缩裂缝。干缩裂缝多呈平行或网格的浅层裂纹，其宽度一般0.05-0.2左右，在一般出现在大体积混凝土的平面部位，厚度较小的横梁主要沿着其短轴线的方向分布。干缩裂缝还会削弱混凝土的耐久性能，外部腐蚀性材料也更易通过裂隙进入到混凝土中，导致钢筋锈蚀，从而对钢筋的耐久性产生一定损害，同时还会产生水力裂缝，从而对混凝土的强度也产生了一些破坏。混凝土水灰比、混凝土成份、水泥用量、骨材特性和掺量、水泥外加剂用量等均是影响混凝土干缩现象出现的主要原因。

1.2塑性收缩的原因

塑形收缩是在混凝土凝固前，混凝土水分迅速流失而导致的收缩。在干燥、强风的气候条件下，通常发生塑性收缩的可能性会更大，裂缝呈中间宽、两端细、长度不等、相互断开的现象。小的裂缝通常为20~30mm，大的可达到200~300mm，宽度为1~5mm。造成这种现象的主要因素是：混凝土终凝之前，其没有强度或强度都很低，而在最终凝固后，由于温度和大风的作用，导致混凝土的表面水分迅速流失，在这种情况下，由于毛细管压力过大，导致混凝土的体积迅速缩小，而混凝土自身的强度也不能承受自身压缩，从而出现裂缝。水灰比、凝固时间、气候条件、风力和空气湿度都会对混凝土的塑性变形产生重大影响。

1.3混凝土质量不良导致的裂缝

由于集料的颗粒级配或使用不当会导致混凝土出现泌水、离析等现象，而且在硬化后还会出现收缩变大，从而导致裂缝的产生。

当骨料大粒径太低时，需要增加混凝土的含沙量，以确保其粘结力，但含沙量太高，就会导致收缩增大。粗骨料中针片状颗粒的数量太多，也会导致浆体在针片状颗粒富集，造成混凝土的收缩过度。而在实际施工中，由于细集料细度模数较低，也会导致混凝土收缩。

混凝土外加剂、掺合料的选用和掺量使用不当，会使混凝土的收缩程度大大提高。水泥种类的原因。由于水泥种类的差异，其水化率和水化热各

有差异。混凝土等级与强度性能的关系：随着混凝土级别的增加，细度愈细，早强度和对裂缝的破坏作用愈明显。随着水泥使用强度的增加，其脆性越高，断裂的几率就越大。

混凝土中水泥的用量。由于混凝土中掺入大量的水泥，会引起混凝土的收缩，故在施工中，应尽可能采用掺入粉煤灰等混合料代替一部分水泥，该方法能有效地减少混凝土的收缩。在大体积混凝土中，因粗骨料粗骨料下沉浆体上浮产生开裂现象十分普遍。造成这种问题主要是由于混凝土未压实、振锤时间不够、集料沉降、表面浮浆量过大等。

1.4温度变化导致大体积混凝土裂缝

在建筑施工中，温度裂纹是最普遍的现象。由于大体积混凝土体积大、厚度大，所以混凝土表面和内部热量分布不均匀，因此其水化热量会导致混凝土的内壁比表层更高，从而产生内外温差。在升温与降温两个时期，混凝土的热胀率是1.0x10-5 /℃。由于内内外温差，使得混凝土的内部与表面的热膨胀与收缩不协调，从而形成限制应力。如果应力超出混凝土的抗拉强度，就会导致混凝土出现裂缝，这种裂缝会严重影响混凝土的安全性。温度裂缝的形成可能有两种原因：一种是内部约束，另一种是外部环境因素。由于混凝土的内部和外部温度相差很大，若不进行适当的控制，势必会产生一些裂缝问题，例如：在大体积的混凝土浇注过程中，由于其表面积较大，若在同一时间进行浇注，则会产生厚度非常厚的问题，造成整体混凝土结构内部和外部的热量分布不均匀，产生很大差别，最后引起了结构裂缝问题。其二，外约束裂缝。这种裂缝问题的原因是由于在浇注完毕之后，平均降温太大而造成的。在硬化阶段，由于混凝土的水热化相对较多，导致内部的温度不断升高，而且散热较为缓慢，在这种情况下，内外温度变化就会产生很大的拉应力。另外，在后期的冷却和降温期间，由于其他力的制约，导致大体积混凝土拉伸性能性能较差，从而产生裂缝。

2大体积混凝土裂缝防治措施

2.1科学性配比材料

由于材料的配比是混凝土的关键，它们的选择会影响混凝土的性能。因此，必须严格控制材料的使用，以避免受到外界环境的影响而导致的干扰。此外，由于混凝土凝固过程中会产生大量的水化热，这也增加了外部冷却的难度。根据结构机制，通过精确的材料特征识别，可以大大提升混凝土的结构强度和耐久性，进而有效地抵御温差和压力，减少结构破坏。为了达到这一目的，技术人员应当根据工程设计标准，准确测量混凝土的基本特征，并进行实验比较，以便分析出各种材料在施工过程中的变化情况。在材料检查过程中，必须严格控制进场的材料的质量。一旦发现有任何不合格的材料，必须立刻进行更换，以减少混凝土的裂缝问题。

另外，对于建筑材料配比方面加以适当控制。首先，细骨料选用方面。对于粗骨材粒度一般在5~30mm左右的碎岩，细卵石材料则可以选用5~40mm的碎岩，尽可能减小了水泥体积的收缩率。同时细骨料颗粒的粗短比应大于2.5，内部要掺入粉煤灰综合利用。另外，还对于细骨质内的水泥和相关杂物加以适当控制，提高了水泥构件的耐裂特性。其次，在水泥品种选用方面。混凝土品种应该以水化学浓度较低、凝合时间长的建筑材料为主，比如硅酸盐、矿渣混凝土等，其具有较强的耐高低温试验性，可以减少了混凝土在凝合时间的热量积累问题。最后，外填充材料选用方面。因为大体面积水泥施工的特点，结构上凝合时间相对较长，外填充料中也应该尽可能选用具备减水剂特性和缓凝特性的添加剂，以减少水泥凝合时间，从而提高水泥的结合强度。

2.2  浇筑环节的控制

明确混凝土浇筑工序：准备工作→安装固定模板→绑扎钢筋→布置测温管→原材料计量→混凝土拌合→运输泵送→分层浇筑→振捣→表面压抹→保湿覆盖→保温养护→测温→观察记录→高温临界→降低温差→养护正常→到期拆模→检查→缺陷处理→交工检验。

为了确保工程的质量和进度，我们必须采取连续的施工方法。因此，我们应该选择信用良好的供应商，并确保混凝土的含沙率不超过 40% ，初凝时间不超过8小时。在混凝土浇筑过程中，为了降低内外部温差值，建议使用泵车持续运行一段时间，并且在大范围内保持混凝土的下沉高度不超过 2 m。但是，由于施工条件的限制，如果下沉高度超过了 2 m，就必须安装套筒，以避免混凝土的分离。为了确保混凝土的质量，在浇筑过程中，应该按照一个一个的顺序来进行。一旦底部施工完成，就应该对其进行振捣，以防止出现裂缝。如果有连续的施工需求，就应该按照一个一个的顺序来进行，并且确保每个施工块之间是平行的。如果需要断开施工，那么就必须对其进行标定，以确保它们的位置在合适的范围内。

2.3  混凝土散热处理

大体积混凝土结构散热处理中，主要采用保温、外蓄、机理分散予以控制。第一，待混凝土施工中，可在管道内部进行水冷处理，此过程中应针对水体流量进行限制，例如入口温度、出口温度等，通过流体水吸收混凝土的热量。期间，为保证持续性施工的稳定性，应进行试验处理，连续通水10天，检测入水口、出水口的温度是否一致，如果不一致，需进行水流速度的调整，直到两者温度一致，才表明试验结果的准确性。通水期间，应保证水体温度值的均衡性。第二，利用外蓄水降低混凝土温度值。此类养护工序大多是采用自来水进行浇灌，但是市政供水温度值与混凝土发热时候的温度值相差约为 20 ℃，为延缓温度温差问题，需对水体流量进行检测处理，在不同水体流通接口安装调节阀门，且在通水前期进行预测，避免水体连接处存在漏水现象。第三，在内部预埋冷却管，利用水循环带走混凝土内部热量，同时，可在混凝土表面敷设草席、塑料薄膜等，防止出现水体过度蒸发的现象。混凝土结构内外表面温差应在 25 ℃以内，确保实现均匀降温的效果。

2.4  大体积混凝土温控处理

通过温度控制，我们能够有效地抑制混凝土的温差，从而避免出现裂缝的情况。第一，在进行保温处理的过程中，工作人员必须定期检测混凝土的温度，并且在室内和室外都安装监控点，以便准确地反映出混凝土的温差值，及早发现和解决混凝土硬化期间出现的异常情况。第二，为了确保温度的准确性，建议采用较粗的PVC管作为预埋管体，并在管体的下端采取封堵措施，以保证管体和测温管体的垂直连接，以便长期有效地监控温度。第三，在温度测量的过程中，要对日夜温度的变化情况进行精细的分析，一旦发现内部温度和外部温度的差异超出 25 ℃，就要采取更有效的措施，以防止由此造成的混凝土裂缝。

3结语

由于外界环境的变化和内部结构的不稳定，大体积混凝土的裂缝问题时有发生，这不仅严重影响了工程的质量，也给施工带来了极大的困难。因此，在日后的施工过程中，还需进一步重视混凝土出现裂缝的问题，通过避免出现干缩裂缝、塑性收缩裂缝、加强混凝土质量以及控制好大体积混凝内部和表层温差的方式在最大程度上减少裂缝问题，提升工程质量。

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作者简介：赵俊宇  男  1992.9  本科  中级工程师 18666292204 916751871@qq.com   成都市高新区天府二街云华路269号无国界26栋写字楼11楼  610041