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大体积混凝土裂缝产生的原因分析和预防措施

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董献国胡晓曼

摘要：混凝土，是建筑施工过程中不可缺少的原材料之一，其能够直接影响到建筑施工最终的使用质量和使用价值。但是近年来，出现的混凝土裂缝问题越发明显，直接影响到建筑工程的使用质量和寿命，乃至于整个建筑行业的健康有序发展情况。所以，急需解决此类问题。为了有效的控制此类问题的发生，文章就混凝土结构现场施工管理进行分析，并结合相关工作经验，总结产生大体积混凝土裂缝的原因，提出正确的解决和预防措施，具体的研究内容均报道如下。

关键词：大体积混凝土；裂缝问题；预防策略；技术分析

近年来，国家增加了对于相关基础设施建设的投资力度，如高速公路、高速铁路、民航机场、大型水利工程等，大体积混凝土的设计和施工，在多个建筑领域越来越多的被应用，而且主要应用于主受力部分，即主要结构部分。随着大体积混凝土的广泛应用，暴露出来的变得更为多样化、复杂化，而表现最为明显的莫过于混凝土裂缝问题。一般理解为混凝土设计断面较大或者是混凝土的设计体积较大的，我们均作为大体积混凝土。

目前，我国对大体积混凝土施工裂缝产生的原因，在由于机械荷载引起的开裂问题研究得较为透彻，已经基本趋于成熟。而对于由混凝土浇筑过程中，水泥水化热产生的温度应力引起的裂缝研究尚不充分。我们应对此加以重视，防止裂缝问题的产生。裂缝控制，集中于大型水利工程、港口与码头工程、市政工程、高层建筑的深基础底板等多个建筑领域。本文将结合大体积混凝土工程的设计和施工阶段的具体特性，现实中遇到的问题，在施工过程中应该采取的具体措施。

1大体积混凝土裂缝原因

大体积混凝土，其在结构上有自身的特点，即混凝土属于脆性材料，主要力学性能表现出刚性，抗压能力较强，抗拉能力较差，经过实际工程观察和实验室检测，混凝土抗拉强度只有抗压强度的1/10左右，在设计时我们主要利用混凝土的抗压性能。大体积混凝土的断面尺寸和实体体积较大，构件中使用水泥的用量也较大，由于水泥在硬化过程中，当水泥、水二者在一定情况下发生了反应之后，其就会出现水化热现象，在这样的情况下就会直接造成混凝土内部升温的现象。在其后对混凝土进行降温的时候，也会受到约束条件的影响，进而产生拉应力。由于在大体积混凝土结构中，我们仅仅在其表面位置配置钢筋（很少的一部分），甚至还有一些我们根本不进行钢筋的配置，所以混凝土需要对拉应力进行有效的承担。

1.1水泥水化热

在混凝土发生硬化的时候，其会出现水泥、水之间的热度情况，我们称之为水化热，该热量主要在混凝土的硬化过程中，时间以7d最为常见，大约1g水泥其所能够释放的热量在500焦耳浮动。所以，由此便可以说明，越大体积的混凝土，其热量就会越大。混凝土内外部的温度出现了梯度差，所以产生的压力就更为明显，一旦压力超过所能够承受的极限，就会出现多种类型的裂缝情况。

1.2混凝土收缩

所谓混凝土干缩，实质上就是当其受到空气影响从而出现凝固后，会出现体积异常减小的情况，就是干缩。由于自身在从浇注到终凝的过程中产生的变形，受到外部约束时，将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。

1.3外界温度环境变化

在进行大体积混凝土施工的过程中，外界的气温，在一定程度上会避免混凝土的裂缝情况。而内部温度主要由几部分构成：浇筑温度、水泥水化温度、散热温度等等。而其和外界温度有着之间联系的，主要是浇筑温度。外界的气温与浇筑的温度二者呈现正比例关系，即外界气温上升，浇筑温度也会上升。反之，一旦外界温度出现了下降的情况，那么混凝土的内外温度梯度就会变得越发明显。最终，在温度应力的情况下，出现了混凝土裂缝问题。

2大体积混凝土裂缝的预防控制策略

2.1控制水泥品种、用量

在不断的实践过程中发现，之所以会出现混凝土裂缝情况，其很大一部分原因是水泥水化过程中释放的热量，热量异常较大。因此，在大体积混凝土施工过程中，我们要合理的选择水泥的品种，不同品种水泥的水化热是不同的。水泥水化热的大小、速度，均与其内矿物成分有着直接的联系。具体分析水泥矿物中的相关成分，包括铝酸三钙（发热速率以及量最大）、硅酸二、三、四钙。水泥水化热的大小与水泥颗粒的粗细程度有关，水泥越细发热速率越快，水化热对裂缝所能够产生的影响也是越为明显的。所以，进行施工的过程中，要以矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥为主。水泥品种是一个方面，同时我们要尽量的减少混凝土中水泥的实际用量，这样能直接减少水化热产生的热量，但要在合理范围内，避免由于水泥用量过低，造成构件的设计强度减小，造成结构安全隐患。

2.2掺加掺合料和外加剂

众所周知，我们平常使用的商品混凝土中，生产厂家会掺加一定的粉煤灰，粉煤灰的掺加会对混凝土质量进行改善。在混凝土中加入了一些粉煤灰后，能够起到双重的应用效果，即提高和易性、抗渗能力；增加其密实度。粉