1、建筑施工中大体积混凝土裂缝的成因机理及对策摘 要：中国建筑的飞速发展使国内陆续出现了高层建筑、高耸结构。在这种大环境下，大体积混凝土也开始广泛应用。但是混凝土体积越大，越容易受到温度裂缝的影响。裂缝一直是混凝土工程中常见而影响力又大的问题。现代建筑居住条件要求更高，裂缝的产生不仅降低的房屋的使用寿命，还给居住者带来了不良的感受。文章分析了大体积混凝土产生裂缝的环境原因和人为原因，结合自己的理论知识和实践经验对大体积混凝土裂缝的防治提出自己的看法和解决措施。 关键词：大体积混凝土；建筑施工；裂缝；机理 1 大体积混凝土裂缝产生的影响 根据日本建筑学会标准（JASS5） ，大体积混凝土是指：结构断
2、面最小厚度在 80cm 以上，同时水热化引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过 25的混凝土。从这个标准可以看出，大体积混凝土浇注的工程条件复杂、结构体重大、技术要求高，容易产生温度变形，所以大体积混凝土更容易产生裂缝。 建筑的破坏通常是由裂缝引起的。混凝土微裂通常不会危害到混凝土的承重、防渗等功能，但是当混凝土受到荷载和温差的作用之后开始不断扩展和连通，形成较大的裂缝就会影响混凝土的整体性和承载能力，因此对结构的耐久性、安全性、稳定性造成了危害。那多大的裂缝才会产生危害呢？一般情况下，能够用肉眼观看到的宏观裂缝都是通常所说的裂缝，都能够形成不同程度的危害。 裂缝容易使混凝土内部结构的
3、钢筋材料腐蚀，因而降低了混凝土的承载能力、耐久能力、抗渗能力。从而影响到建筑的使用寿命。现代建筑裂缝无处不在，是不可避免的。在建筑施工中只能尽量采取各种手段把建筑出现裂缝的机会降到最小，把危害程度控制在一定范围内。 混凝土结构设计规范 GB 50010-2002 将裂缝控制等级划分为一级、二级、三级。同时明确规定不同条件的结构允许一定的宽度裂缝。在施工过程中尽量采取有效措施，使结构尽可能不出现裂缝或者尽量减少裂缝数量和宽度。 2 大体积混凝土裂缝产生的原因 2.1 配合比。混凝土是由砂石骨料、水泥、水还有其他外加材料、添加剂形成的脆性材料。这几种材料的配合比不合理很容易引起裂缝。比如水灰比过大
4、，计量的偏差都能造成混凝土开裂。掺入过多水分，使混凝土产生离析浮浆的现象。在研究配合比的实验中一定要考虑现场条件，甚至是环境条件。因为现场的温度和湿度难以控制，而这些又是水泥水热化的重要影响因素。 2.2 塑性收缩裂缝。收缩裂缝主要原因是初期养护不良，混凝土没有及时覆盖或者水灰比过大、水泥用量过多，都会造成表面失水较快。收缩裂缝一般在干热或者大风的天气中出现，混凝土表面水分蒸发较快，产生急剧收缩。裂缝在混凝土中部参差不齐，长裂缝可达到 2-3m，较短的裂缝在 20-30cm 左右。 2.3 水泥水热化。水泥水化过程中会释放一定的热量，但是大体积混凝土体积大、结构厚，水化后的热量容易聚集在混凝土
5、内无法消散。这样导致混凝土内部和外部产生极大的温差。 2.4 干燥收缩裂缝。在混凝土浇筑完毕的一周后，混凝土水分蒸发容易导致干缩裂缝，这种裂缝是混凝土内部受到干缩了的作用，产生较大的收缩应力导致表面被拉裂。 预防这种干缩裂缝的主要是采用收缩量较小的低热水泥或者粉煤灰水泥，减少水泥用量。再者，配合比中控制好水灰比，可以在混凝土中掺入适量的减水剂。 图一 大体积混凝土的温度收缩应力计算公式 3 大体积混凝土裂缝解决措施 3.1 原材料。大体积混凝土水热化比较严重，一般超过 25。所以首先选取水热化较低的水泥，比如大坝水泥，矿渣硅酸盐水泥等。尽可能避免使用早强型水泥和矿渣水泥，早强型水泥化速度快，热
6、量在短时间内散发，导致混凝土内外温差较大，容易形成裂缝；矿渣水泥和早强水泥正好相反，水泥化速度慢，泌水性大，早期化学收缩大。 3.2 掺入粉煤灰。在混凝土中加入适量的火山灰、粉煤灰等活性混合材料，既能够保证混凝土强度，也能减小水热化热量，减少混凝土的泌水和离析，提高混凝土耐久性。同时还能节省水泥用量。掺入火山灰、粉煤灰的作用是：一是火山灰、粉煤灰中有 40%-60%的二氧化硅含量，17%-35%的三氧化二铝的含量。在潮湿的环境中和水泥水化产物发生二次反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质，减少混凝土中的毛细组织，增强混凝土的抗腐能力，也减少了水泥用量，降低混凝土热胀；二是火山灰、粉煤灰含有
7、 70%以上的玻璃微珠，颗粒完整、质量轻盈、表面光滑，在二次反应的过程中，充分散发开来，使混凝土中的含量更加均匀；三是改变了拌和物的流变性质，降低了混凝土内部的孔隙率，使硬化后的混凝土更加紧密，在泵送混凝土时也起到了润滑作用。 3.3 外加剂。混凝土外加剂按功能分主要分为 4 种： 3.3.1 改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，有减水剂、引气剂、泵送剂。减水剂是在保证混凝土一定强度的情况下降低水灰比，增大流动性，从而减少水泥的用量，防止水泥水热化导致混凝土开裂。 3.3.2 调节混凝土凝结时间、硬化外加剂，有缓凝剂、早强剂、速凝剂。缓凝剂适合大体积混凝土施工。混凝土的凝结时间越迟缓，其强度越强
8、，缓凝剂是为了延缓混凝土凝结时间，推迟放热峰值时间。放热峰值时间晚，混凝土强度大，开裂的情况会越少。 3.3.3 改善混凝土耐久性有，外加剂、引气剂、防水剂。引气剂可以降低固液气相界面张力。能够在混凝土中形成孔径为 0.01mm-2mm 的微泡，提高气泡膜的强度。引气剂提高了混凝土的和易性、可能性、耐久性。由于混凝土中有大量的微泡存在，改善了拌合物的保水性和粘聚性。细小、微闭的孔结构也提高了混凝土的抗渗性和抗冻性。外加剂混凝土，28d 的收缩比小于等于 135%。 3.3.4 改善混凝土其他性能外加剂，有阻锈剂、膨胀剂、着色剂、防水剂、泵送剂。阻锈剂主要是针对混凝土中的钢筋腐蚀。阻锈剂在不改变混凝土的强度和密实性的基本性能下对钢筋有钝化作用。 3.4 大体积混凝土施工工艺。混凝土浇筑时要控制筑层的厚度和进度，使之均匀散热。浇筑的方式有两种。 图二 分层浇筑方案 4 结语 建筑结构的形式越来越复杂，对大体积混凝土的要求越来越高。同时，大体积混凝土产生裂缝的原因多种多样，在施工过程中对裂缝的控制有一定的难度。 参考文献 1 王铁梦.工程结构裂缝控制M.北京：中国建筑工业出版社，1997.
