李虹峄  2181209315 投资工程管理学院（投资与造价方向）

摘  要

本文对大体积混凝土在浇筑过程中产生裂缝的原因以及对裂缝的防治问题进行了研究，根据大体积混凝土的特点，针对不同情况的裂缝提出了相应的解决与防护的措施，能够有效的防止裂缝的产生，并且有助于改善大体积混凝土的质量安全问题。

关键词：大体积混凝土 裂缝 防治

Discussion on the Cracks of Mass Concrete and Their Control

ABSTRACT:

The theme of this thesis is the producing reason of the cracks that occurred in the casting of mass concrete and their control. According to the characteristics of the large volume concrete, I proposed some solutions to these problems. All these studies will help to prevent the cracks to appear and also do good to improve the quality and safety of the mass concrete.

Key words:mass concrete;cracks;prevention

引言：

大体积混凝土结构作为一种常见的土木工程结构，被广泛应用于国内外建筑。如高层楼房基础、转换层，水利大坝，桥梁墩台等。但是，大体积混凝土结构构件一般受力复杂，施工技术要求高；另外，由于构件体积较大，水泥的水化热量大，易产生裂缝，给结构的安全和正常使用带来隐患。所以，有必要对大体积混凝土的浇筑进行详细的研究与分析，以保证施工的质量。

通过对资料的收集与整理，本人对大体积混凝土的浇筑问题进行了一次全方位的调研，经过认真的整理和客观的分析，形成了这份研究报告。虽然涉及的内容可能不够全面，仅希望通过我的报告使人们对大体积混凝土有初步的认识，并且使大体积混凝土的浇筑问题得到充分的重视。

一、大体积混凝土的定义

混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水花引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。（该定义摘录自《GB50496-2009大体积混凝土施工规范及条文说明》）

二、大体积混凝土的特点

（一）大体积混凝土体积大、钢筋密、混凝土量多。工程条件复杂，施工技术要求高。

（二）混凝土截面尺寸较大，容易产生较大的内外温差，导致裂缝。

三、大体积混凝土产生裂缝的形式

（一）表面裂缝

混凝土的表面裂缝主要分为两类：

一是干缩裂缝，置于饱和空气中的混凝土因水分散失而引起的体积缩小而变形，混凝土表面产生干缩，而其内部的干缩程度与表面不同，从而产生了应力作用，进而导致裂缝的产生。干缩裂缝一般在混凝土浇筑后1~3d出现。

二是温度裂缝，由于外部环境的变化，混凝土表面温度降低，混凝土收缩，而混凝土内部仍然处于高温状态，了表面混凝土的收缩，产生应力作用，从而产生温度裂缝。温度裂缝在浇筑后5~20d出现。表面裂缝的危害性一般较小。

（二）深层裂缝

深层裂缝是由表面裂缝发展形成的。一般当表面裂缝宽度在0.1~0.2mm时，经过一段时间，裂缝可以自愈。但是，当裂缝宽度在0.2~0.3mm时，如果不采取相应的措施填补裂缝的话，随着时间的推移，表面裂缝就会逐渐加深为深层裂缝。

（三）贯穿裂缝

贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，多个深层裂缝逐渐贯通最终形成了贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能使结构的整体性和稳定性受到破坏，影像建筑的安全与正常使用。具有较大的危害性，需要在混凝土浇筑时加以控制，在发现贯穿裂缝时应及时采取措施补救。

四、大体积混凝土裂缝产生的原因

（一）内部因素

1.水泥水化热

水泥的水化反应是放热反应，其水化过程放出的热称为水泥的水化热（此定义摘自《土木工程材料（第二版）》）。在水泥水化过程中会不断放出热量，是大体积混凝土内部热量的主要来源。由于大体积混凝土体积较大，这些热量积蓄在混凝土内部，造成混凝土的内外温差，形成不均匀的应力导致开裂。

2.混凝土的收缩变形

混凝土的收缩最主要是因为混凝土中水泥浆在凝结硬化过程中析水蒸发而产生凝聚力，从而引起混凝土的收缩。所以在混凝土配制中应尽量减少水泥的用量。

另外，混凝土自身的脱水、干燥也是造成收缩的重要原因之一。混凝土硬化后，在干燥的环境中，混凝土内部的水分不断向外散失，导致干缩变形。

当这些收缩变形过大或者有外部约束条件的影响时，就会产生应力导致裂缝的产生。

（二）外部因素

1.约束条件

混凝土构件通常与地基等构件浇筑在一起，当混凝土收缩变形时，受到这些外部约束条件的影响，产生应力作用，当外部应力大于混凝土自身强度时，就产生了裂缝。

2.外界气温变化

混凝土施工过程中，外界温度的变化对大体积混凝土的开裂有重大影响。混凝土内部由于浇筑时动力产热、水泥水化散热和混凝土自身散热三者的叠加导致高温，当外界温度骤降时，混凝土表面温度也随之骤降，但是由于大体积混凝土的体积过大，外加混凝土是热的不良导体，混凝土内部温度不易散出，混凝土内部仍处于高温状态，此时，混凝土内外就会产生较大的温度梯度，导致温度应力的产生，造成混凝土的开裂。

五、大体积混凝土裂缝的防止

（一）优选原材料

1.砂石、骨料的选择

在保证混凝土质量符合国家相关规定的情况下，优先选择卵石，因为在级配相同的情况下，卵石搅拌出的混凝土流动性较好。选择骨料时，细骨料宜采用中砂，粗骨料宜选用粒径在5~31.5mm，且应选用非碱活性的粗骨料，当采用非泵送施工时，可选用粒径适当增大的粗骨料。

2.水泥

大体积混凝土应选用发热量较低的水泥，防止混凝土内外温差较大导致裂缝。现在一般的大体积混凝土施工中，都是选用普通硅酸盐水泥。但是，水工用大体积混凝土所用水泥大多用地热水泥或者大坝水泥。优先选用矿渣硅酸盐水泥，简称矿渣水泥。与普通水泥相比，矿渣水泥可以降低混凝土的干燥收缩和徐变值。另外，矿渣水泥水化热较小，可以延迟峰温发生时间，有利于防止大体积混凝土内部升温引起的裂缝。但是，矿渣水泥也有缺点，它的抗冻性和抗碳化性都较差。而且矿渣水泥的析水性比其它水泥大，在混凝土表面产生泌水现象，影响施工进度和施工质量。泌水现象可以通过掺入粉煤灰缓解。

3.粉煤灰

首先，粉煤灰可以取代部分水泥的作用，从而减少水泥的用量，降低水泥的水化热，一般可节约水泥10%~15%，具有很好的经济效益。并且，粉煤灰作为水泥的取代材料在同样的稠度下能够减少混凝土的用水量，从而缓解泌水现象。其次，粉煤灰浆填充于骨料间隙中，可以改善混凝土的和易性。另外，粉煤灰还可以提高混凝土的后期强度和改善混凝土的耐久性。

4.水

使用冰屑、地下水、井水等温度较低的水，可以吸收大量热量，防止因内外温差较大导致的温度裂缝。

5.减水剂

减水剂，在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂（该定义摘录《土木工程材料（第二版）》）。水泥的水化热较大，凝结硬化时会放出大量的热量，所以在混凝土的配制中应尽量减少水泥的用量。减水剂可以在保证混凝土和易性及强度不变的情况下，减少水泥的用量。

6.配合比设计

满足结构的设计强度是配合比设计的首要任务。大体积混凝土的设计强度等级宜在C25~C40的范围内，并可利于混凝土60d或90d的强度作为混凝土配合比设计的依据（摘录自《GB50496-2009大体积混凝土施工规范及条文说明》）

（二）采用合理的施工措施

1.浇筑时间

浇筑时间应尽量避开高温时段，防止温度变化过大，导致裂缝。应尽量安排在早晚、夜间和今天进行。

2.二次抹压

混凝土浇筑完毕后，表面可能会出现开裂现象，需要对混凝土表面进行二次振捣，碾压，消除裂缝，增加混凝土表面密实度。

3.摊铺

混凝土在摊铺时大型混凝土工程可以全面摊铺，超大型混凝土工程则要分段摊铺。摊铺时要分层摊铺，以便及时的散热。

4.通水降温

如果混凝土内部温度仍然过高，可以采用向混凝土内部每隔1m的距离通入一根水管，从水管一边注入冷水，冷水通过混凝土内部吸收热量后，从水管另一边流出。之后，再用加入膨胀剂的水泥注入管中，以保证混凝土的密实度。

5.分次浇筑

采用分次浇筑的工艺，即在第一层全面浇筑完毕后，再浇筑第二层。此时需要在浇筑每一层混凝土时预留坑槽和竖向钢筋，以保证混凝土的刚度和抗剪能力。

6.混凝土的养护

混凝土浇筑完毕后，应及洒水以保持混凝土表面湿润。冬季施工时可加草垫进行保温，以防止表层混凝土与空气热交换，导致表层温度与中心温度相差较大，形成内部应力，产生温差裂缝。

六、大体积混凝土裂缝的补救措施

（一）表面处理法

适用于较小的裂缝，常用的表面处理法是表面涂抹和表面补贴，表面处理法的优点是操作方便、快捷，缺点是只能对裂缝表面进行封堵，并没有深入裂缝内部，对裂缝的延伸起不到防治作用。

（二）嵌缝填充法

适用于裂缝宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝，处理时选用填材，如沥青等对裂缝进行填充。

（三）灌浆法

是处理混凝土表面裂缝最常用的方法，灌浆需要必要的压力设备，以保证浆液能够注入到裂缝的最底部，达到裂缝彻底闭塞的目的。

结论

实践证明，在进行大体积混凝土浇注时只要注意以上问题，就能很大程度上缓解大体积混凝土开裂的问题。

参考文献：

1.GB50496-2009,大体积混凝土施工规范及条文说明[S]

2.吴科如，张雄.土木工程材料（第二版）[M].上海.同济大学出版社，2009.第41页

3.应惠清.土木工程施工（第二版）[M].高等教育出版社，2009

4.林同炎.结构的概念和体系（第二版）[M].中国建筑工业出版社，1999下载本文