简论成因探讨土木建筑工程中大体积混凝土裂缝原因及应对措施期刊

论文导读：
摘要：在土木工程施工中，由于温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性以及结构不合理等原因，造成混凝土在施工过程中产生裂缝。本文是笔者根据多年工作经验对土木工程中大体积混凝土裂缝的成因及其防止措施两方面进行了论述，可供同行参考。
关键词：土木工程；大体积混凝土；裂缝成因；防治措施
Abstract: In the civil engineering construction, due to temperature and humidity changes, the brittleness of concrete and uneven and irrational structure and other reasons, causing cracks in the construction process of concrete. This paper discussed from two aspects of civil engineering in large volume concrete crack and its prevention measures according to the years of work experience, for reference.
Key words: civil engineering; mass concrete; crack; prevention measures
中图分类号：TV544+.91
引言：近年来，混凝土在土木工程建设中的地位日益重要，混凝土裂缝便成为了大家普遍关注的问题。尽管我们在施工中控制，采取各种措施，混凝土裂缝的问题还是时常出现。大体积混凝土的裂缝可以分为三种：即表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝。对于表面裂缝由于其对混凝土的结构应力、耐久性和安全影响不大，一般可不作处理。对深层裂缝和贯穿裂缝可以采取凿除裂缝，用风镐、风钻或人工方法将裂缝凿除，至裂缝消失，再在梯形凿槽断面上浇筑混凝土即可。

一、大体积混凝土裂缝形成的主要原因

首先温度和湿度的变化是引起混凝土裂缝的主要原因。混凝土在硬化期间，水泥会放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力；在后期降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束叉会在混凝土内部出现拉应力；同时气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，便会出现裂缝，即混凝土裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。表面干缩形变受到内部混凝土的约束，往往也会导致裂缝。其次，混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0．6～1．0）×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1．2～2．0）×104。由于原材料不均匀，水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。
在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位，如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

二、大体积混凝土裂缝形成的主要防治措施

1. 水泥的品种及用量选择水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙（C3A），其他成分依次为硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙。另外，水泥越细发热速率越快，但是不影响最终发热量。充分利用混凝土的后期强度，以减少水泥的用量。

2. 控制温度

（1）减少混凝土中的水泥用量，改善骨料级配，优化混凝土配合比。在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰，可以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，改善混凝土的工作度，降低最终收缩值，利用粉煤灰作混凝土的掺合料，降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升，提高混凝土的后期强度及其抗裂能力；
（2）降低混凝土的浇筑温度，拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却；
（3）减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热（热天浇筑）；
（4）埋设水管，冷水降温；
（5）规定合理拆模时间，气温骤降时做好混凝土表面保温措施，避免混凝土表面发生急剧温度梯度；
（6）在寒冷季节，对在施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，采取保温措施。

3.改善约束条件

（1）合理地分区分块；
（2）避免基础过大起伏；
（3）的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。
此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别主注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

4.混凝土浇筑与振捣

大体积混凝土浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：
（1）全面分层：即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，源于：论文的基本格式www.7ctime.com
如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
（2）分段分层：混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
（3）斜面分层：要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺，一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。上面的一道布置在混凝土卸料处，保证上部混凝土的捣实。下面一道振动器布置在近坡脚处，确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进，振动器也相应跟上。

5.提高施工质量

加强混凝土浇筑过程中的振捣控制，保证混凝土内部组织密实，达到提高混凝土极限拉伸值的目的。

6.混凝土养护

混凝土养护的核心是防止混凝土早期表面失水，同时养护可以补充混凝土早期水化需要的水分，有助于水泥水化的进行。混凝土路面、桥面或地面施工，塑性收缩裂缝是长期困扰的问题。过去混凝土泌水量大，一般采用二次收浆，然后开始养护，防止塑性收缩裂缝。现代高性能混凝土基本没有泌水，如果风大或温度高，水分蒸发量大，混凝土表面很快就会出现裂缝，必须在终凝前再次抹面闭合裂缝。在工程实践中，人们也一直在摸索如何更早地开始养护，得到很多成功经验论文导读：、结束语综上所述，大体积混凝土的裂缝对施工及其构筑物危害很大，严重影响了构筑物的安全使用。在施工时一定要严格把关，做好混凝土早期养护及其预防发生的措施，把混凝土的裂缝减少到最低限度，以避免危害结构的裂缝的产生。参考文献：徐子英，赵艳峰，李迎新．关于大体积混凝土裂缝控制措施．科技创新导报，2009;　
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三、结束语

综上所述，大体积混凝土的裂缝对施工及其构筑物危害很大，严重影响了构筑物的安全使用。在施工时一定要严格把关，做好混凝土早期养护及其预防发生的措施，把混凝土的裂缝减少到最低限度，以避免危害结构的裂缝的产生。
参考文献：
徐子英，赵艳峰，李迎新．关于大体积混凝土裂缝控制措施[J]．科技创新导报，2009;
张沛伟．大体积混凝土裂缝分析与施工技术控制研究[J]．中国高新技术企业，2009，（9）．