浅议大体积混凝土裂缝成因及防治措施|大体积混凝土裂缝的防治措施是什么

　　 摘要：针对大体积混凝土在施工中容易出现裂缝，造成渗漏水现象等缺点，详细分析了大体积混凝土裂缝产生的原因，提出了在建筑工程施工中预防和避免裂缝产生的技术措施和方法，达到了预防大体积混凝土产生裂缝效果。
　　关键词：大体积混凝土裂缝成因防治措施
　　Abstract: The mass concrete construction is prone to cracks caused by water leakage phenomenon shortcomings, a detailed analysis of the causes of cracks in mass concrete measures and methods of construction works to prevent and avoid cracks,to achieve the prevention of mass concrete cracking effect.
　　Keywords: Causes of cracks in mass concrete prevention measures
　　中图分类号： TV544+.91 文献标识码： A 文章编号：
　　前言：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土统称为大体积混凝土，在高层及超高层建筑的设计与施工当中时常涉及到大体积混凝土。但在工程施工中由于对大体积混凝土认识不足、施工管理措施不当，常常会引起混凝土开裂，破坏结构整体性、稳定性和耐久性，对于基础、地下结构容易出现渗漏，影响建筑物的使用。因此有必要对大体积混凝土形成裂缝的原因进行探究并采取相应的预防措施，减少裂缝的产生直至杜绝裂缝的产生。
　　一、大体积混凝土裂缝种类
　　大体积混凝土的裂缝按其深度一般可分为：表面裂缝、内部小裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝四种。根据裂缝有成因，表面裂缝又可分为干缩裂缝和温度裂缝两类；干缩裂缝是在混凝土浇筑后由于养护不当，由干缩而引起的裂缝，其深度极浅，往往是龟裂状；温度裂缝是内外温度差引起的，往往同时出现几条平行的直线裂缝，有时也出现互相正交的十字形裂缝，裂缝深度只有几厘米到十几厘米；内部裂缝是在浇筑块顶面上出现表面裂缝后，在上面再浇筑新混凝土，原裂缝就变成内部小裂缝；深层裂缝是在浇筑块表面出现的比较深、比较宽的裂缝，裂缝深度由几厘米至几十厘米，但并未切断整个混凝土结构，其内部仍然是连续的；贯穿裂缝是切断混凝土结构的大裂缝，破坏结构整体性、稳定性和耐久性等，危害严重。
　　二、大体积混凝土裂缝产生的原因
　　大体积混凝土施工阶段产生温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内外温差产生应力和应变，另一方面是结构的外约束与混凝土不同部位间的约束（内约束）阻止这种应变，一旦温度应力超过混凝土能承受的抗拉强度就会产生裂缝。综观大体积混凝土裂缝产生的情况，产生裂缝的主要原因如下：
　　1、水泥水化热的影响
　　大体积混凝土中的水泥在水化过程中产生大量的水化热，这些热量往往积聚在结构的内部而难以在短时期内散发出去，而结构表层的混凝土却因为容易散热而迅速冷却而形成温差，主要集中在浇筑后7d左右。混凝土内部温度不断升高，当内外部温差过大时，表层混凝土冷却收缩受阻于内部受热混凝土的膨胀，就会产生温度变形和温度应力，温度应力一旦超过混凝土内外的约束力，就会产生裂缝。贯穿裂缝是大体积混凝土强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其它结构边界的约束时，又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束，或根本无法消除约束，引起的拉应力超过混凝土抗拉强度时则易发生深度、甚至是贯穿的温度裂缝。可能贯穿整个截面的裂缝。
　　大体积混凝土水泥用量相对较多，水化热大，温升速率也较大，一般可达45～500C，加上初始温度可使最温度超过70～800C。一般混凝土的热膨胀系数为10×10－6/0C，当温度下降至20～250C时，造成的冷缩量为2×10－4～2.5×10－4，而混凝土的极限拉伸值只有1×10－4～1.5×10－4，因而冷却常引起混凝土的温度收缩裂缝。
　　２、外界气温变化的影响
　　大体积混凝土结构在施工阶段，外界气温的变化情况对防止大体积混凝土开裂有重大影响。外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高；如外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降时，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，加大温差和温度应力，这对大体积混凝土极为不利。
　　3、约束条件的影响
　　大体积混凝土基础与地基浇筑在一起，当温度变化时，受到下面地基的限制而产生外部约束力。混凝土早期温升膨胀变形受此约束作用而产生压应力作用，此时混凝土强度低，徐变和应力松弛度较大，混凝土与地基连接不牢固，故外约束较差，压应力也就较小。而后期限温度下降时，混凝土体积收缩，在地基约束作用下，导致混凝土体产生拉应力作用，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土开裂。
　　在内约束条件作用下，即由于混凝土内部温度高，体积膨胀扩展，而混凝土表面温度相对较低，体积相对收缩，形成混凝土表面约束其内部的内约束条件，在此条件下，两者分别产生压应力和拉应力作用，当混凝土表面的拉应力超过其抗拉强度以及钢筋的约束作用时，混凝土开裂。
　　4、混凝土的收缩变形的影响
　　在硬化后期，混凝土内部自由水分蒸发，就会出现干燥收缩，而表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢，使混凝土表面产生拉应力，造成混凝土开裂。
　　5、干燥开裂
　　在天气炎热季节，由于混凝土表面受日光直晒，混凝土快速干硬，如果表面覆盖不及时，表面水分散失，产生干缩，混凝土早期强度低，不能抵抗干缩变形而导致开裂，容易形成表面干缩裂缝。
　　6、碳化收缩
　　混凝土中的Ca(OH)2与空气中的CO2反应生成CaCO3和水，这些水份的蒸发造成混凝土体积进一步收缩，造成混凝土开裂，这种化学反应称为混凝土的碳化反应。
　　三、大体积混凝土裂缝的控制措施
　　为了防止大体积混凝土产生温度裂缝，应着重控制混凝土的温升，延缓混凝土的降温速率，改善约束和完善构造设计，减少混凝土的收缩、提高混凝土的极限拉伸值等方面采取措施。
　　1、控制混凝土温升的措施：
　　1.1选用中、低水化热的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥或粉煤灰水泥等，水泥中的铝酸三钙含量不宜大于8%。
　　1.2充分利用混凝土的后期强度，利用混凝土60d或90d的强度作为混凝土配合比设计、混凝土强度评定及工程验收的依据，这样可使每立方米混凝土水泥用量减少40～70kg，每立方米混凝土每减少10kg水泥用量，水泥水化热将使混凝土的温度相应降低1℃。
　　1.3尽量选用粒径较大、级配良好、自然连续的粗骨料配制混凝土，细骨料以采用中、粗砂为宜，减少水泥用量。
　　1.4掺加粉煤灰等掺和料，粉煤灰的水化热远小于水泥，在大体积混凝土中掺入20%-25%粉煤灰，掺加粉煤灰不仅可减少水泥用量，又可有效降低水化热，严格控制砂石含泥量，可掺入适量的膨胀剂，振捣要密实。
　　1.5掺加木质素酸钙减水剂，在混凝土中掺入水泥质量0.25%的木质素酸钙减水剂，既能使混凝土和易性有明显改善，同时又可减少10%左右的拌合水，节约10%左右的水泥，从而降低水化热。