大体积混凝土施工裂缝原因论文

【摘要】大体积混凝土的裂缝对施工及其构筑物危害很大，不仅会降低结构的使用功能，而且会引起钢筋锈蚀、混凝土碳化，降低材料的耐久性，影响结构的承载力。所以在施工时一定要严格把关，精心选择原材料、采用合理的施工方法，做好混凝土早期养护及其施工控制措施，把混凝土的裂缝减少到最低限度，以避免危害结构的裂缝产生，从而提高大体积混凝土的施工质量。

0概述

混凝土工程是建筑施工中的重要组成部分，混凝土工程的施工质量直接影响建筑工程施工技术的成败。因此，保证混凝土浇筑的质量，是促进建筑工程质量提升的关键因素。现如今许多建筑工程的施工，大体积混凝土的浇筑容易出现裂缝问题，如何采取有效控制措施，已成为提升建筑施工质量的核心问题。建筑工程施工人员，在进行大体积混凝土浇筑过程中，应当切实重视混凝土施工裂缝的有效防治措施，并对大体积混凝土施工裂缝产生的原因进行分析，及时采取合理的控制措施，使大体积混凝土施工裂缝问题，从根本上得到防治，保证工程施工质量。

1大体积混凝土施工裂缝的分类及产生的原因

大体积混凝土结构一般要求一次性整体连续浇筑。其产生裂缝的原因有很多种，裂缝的种类也较多，但主要分为两种，即收缩裂缝和温度裂缝。而混凝土收缩裂缝又包括塑性收缩裂缝、干燥收缩裂缝和自收缩裂缝。

1.1塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝是在混凝土初凝后产生的裂缝。混凝土在初凝后失去了流动性，强度极低，但其初步结构已形成。如果在这一阶段混凝土自身失水过多，就会产生较大的塑性收缩，此时混凝土的强度还不足以抵抗这种收缩应力，从而出现塑性收缩裂缝。当施工环境风速大、气温高、湿度低时很容易出现这种裂缝。塑性收缩裂缝通常形状不规则、较浅，出现在新浇筑构件的表面。混凝土早期失水是出现塑性收缩裂缝的根本原因，造成这种失水的原因有两个：一是由于混凝土浇筑后早期的养护不到位，风吹日晒，造成混凝土表面失水过快；二是模板或者垫层没有充分润湿也会使混凝土表面的失水过快。另外，在同等条件下，混凝土的凝结时间越长，其塑性收缩也将越大。

混凝土塑性收缩裂缝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抗渗性能下降，会对混凝土结构的使用年限造成严重影响。因此，应在设计和施工过程中给予足够的重视。预防混凝土的塑性收缩的方法有：（1）加强早期的养护，做到混凝土浇筑后及时覆盖养护；（2）混凝土浇筑前充分润湿模板和垫层；（3）控制好混凝土的凝结时间，特别是初凝到终凝的时间。

1.2干燥收缩裂缝

干燥收缩裂缝是由于混凝土的干燥收缩变形引起的。混凝土的单位用水量对干燥收缩的影响最大，在单位用水量相同的情况下，单位水泥用量或水灰比对于干燥收缩的影响相对较小。一般情况下，混凝土中集料的干燥收缩变形是很小的，因此混凝土的干燥收缩取决水泥

石的干燥收缩。水泥的矿物组成中C3A含量较多干燥收缩大，SO3含量越多干燥收缩越小；同时水泥的比表面积越大，干燥收缩越大。所以大体积混凝土应优先选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥。另一方面干燥收缩与水分的蒸发有着较大关系，因此受周边环境相对湿度和温度的影响。相对湿度较低时，有比较大的干燥收缩，同样如果周边环境温度较高，水分蒸发速度快也出现较大的干燥收缩。干燥收缩裂缝的宽度多在0.05～0.2mm，多见于大体积混凝土的表面。干燥收缩裂缝会影响混凝土的抗渗性能，降低混凝土的耐久性，从而引发工程质量事故。预防干燥收缩裂缝的最根本措施是：（1）减少混凝土水泥石的干燥收缩；（2）加强混凝土的养护。

1.3自收缩裂缝

混凝土的自收缩主要发生在混凝土硬化后，混凝土的自收缩是由于水泥的水化反应而引起的，影响水泥水化的因素都会影响自收缩。其中水胶比对混凝土自收缩产生影响最大。水泥产生激烈反应时，水胶比越低自收缩则越大。水胶比极低时，被认为是干燥收缩的部分而实际上是自收缩。并且，混凝土即使处于水养护状态，随着龄期增加也会产生收缩。这是由于在混凝土的表面一边吸水，一边在混凝土内部进行自干燥。使用早强硅酸盐水泥时自收缩大，相反，在中热硅酸盐水泥中自收缩较小。这与水泥的矿物组成密切相关，矾土类矿物自收缩增大。预防混凝土自收缩的方法有：（1）使用水化热较低的水泥；（2）使用部分矿物掺合料替代水泥。

1.4温度裂缝

温度裂缝是指由于混凝土结构中的温度变化或温度分布不均匀而产生的裂缝。温度变化或温度不均匀性是由于施工所处的环境温度变化造成的，或者是由于混凝土中胶凝材料水化反应放出的水化热引起的。大体积混凝土从浇筑开始到浇筑完毕，水泥水化放出大量的水化热。由于混凝土体积量大产生的水化热不能及时散出，而聚集在混凝土内部，致使混凝土内部温度急剧上升。而与大气接触的混凝土表面散热较快，这就在混凝土实体上形成了较大的内外温差。内部温度高混凝土膨胀，表面温度低混凝土收缩，会在混凝土表面产生一定的拉应力，当产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会出现裂缝。导致温度裂缝的关键因素是混凝土构件内外的温差，因此，预防混凝土温度裂缝的关键在于降低混凝土中的温度梯度，保证混凝土中的温度分布趋于均衡，或者逐步地过渡。

2大体积混凝土施工裂缝的控制措施 2.1大体积混凝土配比优化设计

（1）水泥的选择。在选用水泥的时候，可以选用其强度在42.5级的普通硅酸盐水泥。同时保证水泥的碱含量不能超过0.6%，其细度在330m2/kg并保证其体积稳定性处于良好状态。水灰比与混凝土强度成反比，水灰比越大，混凝土强度越低，反之混凝土强度越高。但是如果水灰比过大，粗骨料和水泥凝胶体面之间的黏结就会破坏；如果过低，粗骨料和水泥凝胶体面之间的粘结均被破坏，另外当水灰比相等时，高标号水泥要比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多。单独采用粉煤灰等量替代部分水泥时，最佳水灰比区间为0.41～

0.51；胶凝材料单独采用硅酸盐水泥时，最佳水灰比区间宜控制在0.53～0.60之间；采用粉煤灰矿粉掺量时，最佳水灰比区间宜控制在0.46～0.55之间。所以混凝土施工时要注意水泥标号。

（2）添加剂的选择。选择添加剂的时候，最好选用高效减水剂，毕竟这种减水剂具有微引气保塑功能。不仅能减少混凝土塌落度损失，同时在泵送施工过程中，也有减缓水热化峰值作用。为了对混凝土收缩进行补偿，可以适当的添加一些高效膨胀剂。

（3）骨料的选择。在选择骨料的时候，最好在 5～25mm之间就连续级配碎石，保证碎石的含泥量在1%左右，针叶片状含量在10%以下，吸水率在2%以下并检出氯离子含量。骨料中的细骨料应该用中砂，并保证其细度模数在2.7左右，含泥量在2%以下。砂率对混凝土裂缝的影响也不能忽视，但是砂石质量必须符合混凝土各标号用砂石质量标准的要求。砂率越小，粗骨料的骨架作用越密实，混凝土的强度也就越高，但如果砂率过小，混凝土的和易性及正常使用就会受到影响。施工人员必须根据现场的砂石含水率，及时调整水灰比，以保证混凝土的施工质量。

（4）掺合料的选择。对于混凝土来说，其原材料主要包括水泥、外加剂、骨料及掺合料等。在选择掺合料的过程中，最好选用那些含有78%矿渣粉和22%煤粉灰等复合粉。其主要优势是质量稳定可靠，能够发挥其应有的作用，能有效的改善混凝土性能，以保证大体积混凝土工程顺利进行。

2.2加强施工过程控制

（1）搅拌。在混凝土拌制过程中，要确保原材料计量准确，控制原材料投入搅拌机顺序，不采用\"外掺\"、\"后掺\"的做法，严格控制拌制时间，搅拌完成后装入运输车时，立即测定坍落度，同时观察混凝土的和易性，不得存在离析、分层等现象，严格控制混凝土出机坍落度。（2）分段设置。采用分块浇筑法，分块浇筑可分为全面分层（即在第一层全部浇筑完成后，再回头浇筑下一层）、分段分层（即先从底层开始浇筑混凝土，达到一定距离后再开始第二层浇筑）和斜面分层（即从最下端开始浇筑混凝土，逐渐上移）三种浇筑方法。（3）浇筑要求。每次混凝土浇筑都不可过高、过厚，必须做到全面振捣，不得出现漏振和超振现象，并严格控制振捣时间，在施工中常以混凝土开始泛浆和不冒气泡为依据。浇筑须连续进行，应在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕。大体积混凝土宜分层浇筑、分层振捣密实。浇筑过程中，应经常检查模板、支架、预埋件等的情况，当发现有变形、移位时，应及时采取措施进行处理。（4）施工缝处理。施工缝的位置应在混凝土浇筑之前确定，并宜留在结构受剪力较小且便于施工的部位。在施工缝处浇筑混凝土时，应满足表面干净、湿润，且不得有积水。（5）泌水处理。做好混凝土振捣过程中的泌水处理，在两侧模板底部和上部留出预留孔，排除混凝土表面的泌水，这样可以提高混凝土的质量，以减少混凝土表面裂缝。

2.3外加剂的优选

为了进一步提高混凝土的耐久性和抗裂性能，通过在混凝土中掺入适量的外加剂，在一定程度上避免混凝土发生开裂。总体来说，外

加剂在三个方面影响着混凝土收缩开裂性能：

（1）减水剂对混凝土开裂的影响。通过在混凝土中掺入适量的减水剂，在一定程度上提高混凝土和易性、降低水灰比，并且能够增强混凝土的强度，或者在保持混凝土强度条件不变的情况下，降低水灰比或控制水泥掺量，都能对混凝土裂缝起到预防作用。

（2）缓凝剂对混凝土开裂的影响。通过将缓凝剂掺入混凝土，水泥水化热的放热速率大大降低，混凝土放热峰值出现的时间得到了抑制；通常情况下，混凝土龄期越长，其强度越大，因此，出现放热峰值表明混凝土构件强度已满足预防裂缝的标准。

（3）引气剂对混凝土开裂的影响。通过将引气剂掺入混凝土中，混凝土的和易性和可泵性得到改善，构件的耐久性及抗裂性能也得到提升。

2.4加强养护控制

大体积混凝土适合保湿保温的养护方法，每次浇筑完成后，除以普通的混凝土标准养护外，还要及时的采用温控技术来保温养护。养护工作应由专人负责，要按照操作规程进行操作，并及时做好每次测试的记录，在保温养护过程中，应当使浇筑的混凝土内外温差、温降速率达到温控措施所要求的指标，如果测试的数据没有达到这一标准，要适时的合理的调整此措施。混凝土成形后，则要根据当时的气候环境采取与之相宜的控温措施，在此过程中，混凝土的里表温差不得大于 25℃，为了能地混凝土中心温度及时准确的了解，便于在养护中适当的调整措施，针对大体积混凝土进行了基础测温控制，在上

表面、中心和断面的底面都设置了测温点，运用边角线和中心轴线的理论布置平面。浇筑后的混凝土从12h开始温度测量，在有温升的阶段，温测要每2h一次，而在温降阶段，则温测要每5h一次，7天后则每天温测一次，累计测温15d。

在拆除保温覆盖层时，要一层一层按顺序进行，但如果混凝土外部温度与周围大气温度的温差小于 25℃时，可以一次全部拆除。在对浇筑后的混凝土进行保湿养护时，要经常检查养护剂或者塑料薄膜是否完好，进而保持其表面的湿度。阻燃保温被、塑料薄膜、麻袋等可用作保温材料，在保温过程中覆盖模板和混凝土，根据温控措施所要求的数据指标和实测情况来确定覆盖的厚度。

3 结 语

大体积混凝土的裂缝对施工及其构筑物危害很大，不仅会降低结构的使用功能，而且会引起钢筋锈蚀、混凝土碳化，降低材料的耐久性，影响结构的承载力。所以在施工时一定要严格把关，精心选择原材料、采用合理的施工方法，做好混凝土早期养护及其施工控制措施，把混凝土的裂缝减少到最低限度，以避免危害结构的裂缝产生，从而提高大体积混凝土的施工质量。

【参考文献】

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