大体积混凝土裂缝原因分析

大体积混凝土裂缝原因分析

盖震

中国建筑第二工程局有限公司北京市100160

【摘要】随着我国经济的迅速发展，基础设施建设中大体积混凝土越来越多，工程实践证明，大体积混凝土施工难度比较大，施工技术要求高，混凝土产生裂缝的机率较大。混凝土出现裂缝，就会直接影响工程质量，如果得不到重视，可能会造成无法估量的损失。为了保证工程质量，降低经济损失，我们要尽量控制裂缝的出现。

【关键词】大体积混凝土混凝土裂缝配合比设计混凝土养护

1大体积混凝土和大体积混凝土裂缝

1.1大体积混凝土

任何现浇混凝土，其尺寸到达必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，即最大限度减少开裂影响的，或建筑物的基础最小边尺寸在1～3m范围内就属于大体积混凝土。

1.2大体积混凝土裂缝的危害

混凝土裂缝是混凝土结构的严重病害。混凝土早期表面裂缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力的作用下，表面裂缝可发涨成具有破坏性的贯穿逢和深层裂缝。贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响构造物的质量和运行安全性。而大体积混凝土往往运用在一些重要的结构上，一旦出现裂缝，可能造成的损失会更加严重。

2对大体积混凝土裂缝成因的分析

2.1温度因素

由于水泥的水化作用是放热反应，大体积混凝土自身又具有一定的保温性能，因此其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多，而在混凝土升温峰值过后的降温过程中，内部降温速度又比其表层慢得多，在这些过程中，混凝土各部分的温度变形及由于其相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生的温度应力，是相当复杂的。一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝。此外，外界气温的变化和混凝土的导热性能对混凝土温度也有重要影响。温度是引起大体积混凝土裂缝最主要的因素。

2.1.1水泥水化热的影响

水泥水化过程中放出大量的热量，是混凝土内部热量的主要来源。其主要集中在浇筑后的7d左右，一般每克水泥可以放出500J左右的热量，如果以水泥用量350～550Kg/m3来计算，每m3混凝土将放出17500KJ～27500KJ的热量，从而使混凝土内部升高（可达70℃左右，甚至更高）。尤其对于大体积混凝土来讲，这种现象更加严重。因为混凝土内部和表面的散热条件不同，混凝土中心温度很高，这样就会形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。

2.1.2外界气温变化的影响

大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发混凝土的开裂。

2.1.3大体积混凝土的导热性能的影响

热量在大体积混凝土内传递的能力反映在其导热性能上。大体积混凝土的导热系数越大，热量传递率就越大，则其与外界热交换的效率也越高，从而使大体积混凝土内最高温升降低。同时也减小了大体积混凝土的内外温差。可以预计，导热性能越好，热峰值出现的时间也相应提前。中部最高温度的热峰值及热峰值出现的时间与板厚密切有关。显见，板越厚，中部点散热较少，热峰值也越高，中部受外界温降影响所需时间就越长，峰值出现的时间也要晚一些。

2.2混凝土收缩的因素

混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形，受到外部约束时（支撑条件钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。影响混凝土收缩，主要是水泥品种混凝土配合比外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。

2.2.1塑性收缩裂缝

塑性裂缝出现在结构表面，形状不规则且长短不一，这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。塑性裂缝又称龟裂，严格说来属于干缩裂缝，出现很普遍。产生这种裂缝的因素是多方面的：如当新拌混凝土的坍落度较大，而振动时间过长时，水泥浆浮在上层，骨料下沉时受到钢筋或其他物质的约束，出现不均匀沉降，从而使混凝土的表层产生裂缝；

2.2.2混凝土干缩引起的裂缝

在混凝土硬化过程中，产生内部干缩而引起体积变化，当这种体积变化受到约束时，就可能产生干缩裂缝。干缩裂缝处在结构的表面，较细，其走向纵横交错，没有规律性。

2.3不均匀沉降和其他因素引起的裂缝

2.3.1当结构的基础沉降不均匀时，结构构件受到强迫变形，导致结构物中构件与构件之间产生斜拉和剪切作用，从而使得结构构件开裂，随着不均匀沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。这类裂缝的大小形状方向取决于地基变形的情况，待地基下沉稳定后，将不会再有变化。

2.3.2混凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝，一般是混凝土配合比中，粗骨料级配不连续数量不够，砂率及水灰比不当所造成的裂缝。

2.3.3水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起化学反应也会产生裂缝。

2.3.4由于振捣不密实，沉实不足，或者骨料下沉等原因引起的砼沉缩裂缝在大体积砼（特别是泵送大流态砼）施工中也是非常多。

3结论

对于大体积混凝土裂缝，应以预防为主，为此需要精心设计施工，掌握住它的基本知识，并根据实际采取有较措施，会使施工质量得到很好的保证。以上各项技术措施并不是孤立的，而是相互联系相互制约的，设计和施工中必须结合实际全面考虑合理采用，才能起到良好的效果。

参考文献

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4JGJ55－2000，普通混凝土配合比设计规程[S]；

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