1、市政工程大体积混凝土裂缝产生的原因分析和预防措施 【摘要】本文分析了市政工程大体积混凝土裂缝产生的原因，并对大体积混凝土裂缝的控制与预防措施进行了重点阐述。 【关键词】市政工程；大体积；混凝土；原因；措施 进入新时期，我国的基础设施建设在快速的发展，大体积混凝土施工在日益增多，在施工过程中不可避免的会出现混凝土裂缝问题。而导致大体积混凝土裂缝的原因比较多，其中主要的有混凝土体积大、混凝土内外散热不均匀以及内外受力不同等原因引起的。大体积混凝土裂缝的出现，将从一定程度上影响市政工程结构的持久性与耐用性，由此可见，采取切实可行的预防措施对维持市政工程建筑的质量意义重大。 一、 市政工程大体积混凝土
2、裂缝产生的原因 1、 混凝土收缩变形的影响 混凝土中有将近 80%的水分会蒸发，而大 约 20%的水分是水泥硬化过程中所必备的。需要我们明确意识到的一点是混凝土中最初蒸发的 30%的水分是不会导致混凝土收缩的，随着混凝土水分的不断干燥会有 20%的水分溢出，而这 20%的水分不像最初 30%的水分，它是会引起混凝土干燥收缩的，而混凝土干燥原理表明，表层混凝土干燥的越快、其中心混凝土干燥的会越慢。而混凝土收缩变形就是因为表面混凝土干燥受到中心混凝土干燥的约束所引起的，其本质的原因是由于表面产生拉应力而引起裂缝。 2、 外界气温湿度变化的影响 外界气温的变化对混凝土裂缝产生有重要的影响 ，而混凝土
3、施工过程中必然会受到外界气温以及湿度的影响，施工过程中应对气温重点关注。通过对混凝土内部温度来源进行分析，我们能够发现浇筑温度、结构散热温度以及水泥水化热温升等均为内部温度的重要组成部分。浇筑温度与外界的气温有着必然的联系，外界气温越高，混凝土内部的浇筑温度也就越高，相反如若外界的气温相对比较低，那么混凝土内部的温度也比较低。需要我们特别关注的一点是如若温度下降的过快，那么混凝土内部所产生的温度应力也会越大，此种情况下极易导致混凝土的开裂。 3、 水泥水化热的影响 水泥在水化过 程中会释放出大量热量，因而会造成混凝土内部气温的上升，内部气温的不断上升势必会与表面气温产生温差，如若温差过大或者超
4、出一定的界限，就会产生温度应力，进而导致混凝土裂缝的产生。在此，需要我们注意的一点是温度应力与温差是正比例的关系，也就是温差越大，相应的温度应力也就越大，当温度应力超过混凝土所能承受的约束力时，裂缝便随之产生，从而影响混凝土工程结构的质量和安全。 4、 受内外约束条件的影响 混凝土受内外约束条件的影响主要是指混凝土受温度的影响而产生的不同压力。从具体分析看来，混凝土温度的上 升，混凝土内部会膨胀，而所产生的膨胀在内部约束的影响下会产生压应力。如若温度不是上升，是下降的话，那么混凝土内部将不是膨胀，而是会产生比较大的拉应力。 二、 大体积混凝土裂缝的控制与预防措施 1、 合理选择水泥品种与控制水
5、泥用量 长期的工程发展实践表明，水泥水化过程中释放了大量的热量，内部温度的不断上升，致使混凝土内部出现了温差，进而产生裂痕，是大体积混凝土出现裂缝的主要原因之一。市政工程建设过程中，水泥品种的选择与用量极为重要，不同品种的水泥所产生的水化热是不尽相同的，而水化 热的大小、速度是由水泥内矿物的成分所决定的。研究调查显示，水泥矿物中，发热量最大、发热速率最快均为铝酸三钙，像铁铝酸四钙、硅酸二钙等也是发热量与发热速率比较大的物质。水泥发热速率与发热量不仅仅与水泥所含的成分有关，而且还与水泥颗粒物的大小、粗细有密切的联系。若水泥颗粒物越细，水泥的发热速率会越快，伴随着水化热对水泥裂缝的影响也会越大。
6、2、骨料的选择与控制 如果施工部位或者构件允许，在骨料的选择上应该选取颗粒比较大的碎石，碎石的强度要高，同时要合理搭配，使碎石骨料有科学合理的连续级配。使 大体积混凝土达到较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少大体积混凝土凝结过程中的干缩变形，达到预防混凝土裂缝的目的。 3、添加一定剂量的外加剂 当前，市政工程大体积混凝土工程施工过程中往往都会添加一定剂量的外加剂。长期的建筑实践表明，粉煤灰作为外加剂添加到混凝土中，从一定程度上不仅能够改善混凝土得和易性和密实度，还能够提高混凝土的抗渗能力、降低混凝土收缩徐变。除了粉煤灰外，目前建筑工程中较常用的外加剂是 UFA膨胀剂，它的
7、使用能使混凝土内部产生一定的膨胀，这种膨胀，一方面 能够保证混凝土的密实度，另一方面也能够在混凝土内部产生压力，进而抵消混凝土内部部分的拉应力。 4、施工阶段裂缝的预防和控制 夏季施工是在温度较高的情况下进行施工，再加上水泥水化热对混凝土的影响，使得温度变形尤为突出，为了减少温度对混凝土的影响，我们要尽量降低混凝土的浇筑温度。采取的具体措施，在施工现场对砂、石原材料用篷布覆盖，避免阳光照射使温度过高，同时也可以去除表层材料，用下面的温度较低的材料。搅拌混凝土时尽量使用温度较低的水，以上这些措施都可以有效的降低混凝土的入模温度，从而减小温度 变形。 混凝土养护时，混凝土表面应该覆盖较厚的保温保水
8、的材料进行保温，根据天气情况和覆盖材料的湿润程度，及时洒水进行保湿养护，使外界高温对混凝土的凝固过程尽量不产生过大的影响，防止表面产生裂缝，还可以防止混凝土骤然降温产生贯穿裂缝，并且还可以使水泥顺利水化，防止产生湿度裂缝。 冬季进行施工，因为要防止早期混凝土初凝过程中被冻问题，进而导致混凝土质量下降，所以要求混凝土浇筑时应该具有一定的浇筑温度，最好高于外界气候温度。混凝土浇筑温度在冬季施工时一般以 10 左右为宜，在浇筑混凝土以前还应该 对基础及浇筑混凝土接触的冷壁用蒸汽预热，对原材料应视气温高低进行加热。 5、混凝土裂缝检查与处理 对于混凝土裂缝，应以预防为主，为此需要科学合理的进行设计，精
9、心的组织施工，但是由于目前采用的防止裂缝的安全系数较小，而实际情况又复杂多变，所以实际工程中还是难免出现一些裂缝。大到三峡工程大坝中，小到一般基础都出现过裂缝。根据裂缝的深度和危害性，大体积混凝土的裂缝基本上有以下三种：表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝。对于表面裂缝因为其对结构应力、耐久性和安全基本没有影响，一般不作处理。对深层裂缝和贯 穿裂缝可以采取凿除裂缝，可以用风镐、风钻或人工将裂缝部位凿除，直到看不见裂缝为止，凿槽断面为梯形再在上面浇筑混凝土。加设钢筋网片，在处理较深的裂缝时，一般是在混凝土已充分冷却后，在裂缝上铺设 1 2 层的钢筋后再继续浇筑混凝土。对比较严重的裂缝可以采取水泥灌浆和化
10、学灌浆。水泥灌浆适用于裂缝宽度在 0.5mm以上时，对于裂缝宽度小于 0.5mm 时应采取化学灌浆。化学灌浆材料一般使用环氧 -糠醛丙酮系等浆材。 三、 结语： 大体积混凝土结构的裂缝控制与预防将会直接影响工程的稳定性和持久性，如何采取有效 的措施来降低混凝土内部的水化热以及裂缝现象的产生，已成为当前施工管理者面临的重大课题之一。实施相应的养护措施、合理选择水泥的品种与控制水泥用量、添加一定的外加剂等措施能够有效的解决混凝土裂缝的产生率，大体积混凝土工程施工中需要我们认真贯彻这些措施。 参考文献： 【 1】王明磊 .大体积混凝土施工裂缝的预防与补救措施研究 .长安大学， 2010-05-04 【 2】高向东 .大体积混凝土裂缝预控系统的研究 .长安大学，2009-05-20
