大体积混凝土裂缝的分析及防治

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大体积混凝土裂缝的分析及防治

作者：袁红秀 李明玺

来源：《科技创新导报》2013年第08期

摘 要：该文研究探讨了大体积混凝土裂缝的种类，从五个方面详细的分析了大体积混凝土裂缝的成因，并且从混凝土的设计、用料、施工、养护四个方面讲述了防治大体积混凝土裂缝的措施。

关键词：大体积混凝土 裂缝 原因分析 防治措施

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（b）-0-02 随着现代社会经济进入快速发展的轨道，地面空间的广泛使用，建筑设施逐渐朝着大型、高层的趋势发展，因此，混凝土的需求体积也变得越来越大。

大体积混凝土的逐渐广泛使用，尽管建筑领域的专家提出种种科学的施工措施与方法，建筑工人严格按照施工要求和流程进行施工，随之还会暴露出各种各样的问题，比如裂缝问题。该文就从成因与措施等方面对大体积混凝土裂缝的分析及防治进行探讨。 1 大体积混凝土裂缝的成因分析

在理论上大体积混凝土裂缝的有两种成因。

（1）由于本身自重荷载或是混凝土结构内部次应力，使混凝土所承受的应力超过本身的极限应力而产生裂缝，这种情况下产生的裂缝也可以称为结构性裂缝或是荷载性裂缝。 （2）由于温度、不均匀沉降、收缩、膨胀等一系列的变形变化而引起混凝土出现裂缝，这种情况下产生的裂缝也可以称为非结构性裂缝或是变形裂缝，一般情况下温度变化和混凝土收缩是导致大体积混凝土主要因素。下面笔者就从五个方面对于实际施工中大体积混凝土裂缝的成因进行简要的分析。

1.1 混凝土及其环境的温度变化

（1）混凝土本身温度发生变化，这种情况下的温度变化主要是由于水泥在硬化工程中，遇见水化合发生放热反应，亦称为水泥水化热。水泥水化热是混凝土温度变化的最主要热量来源，大量的水化热会随着混凝土的浇筑由内向外散发出来，导致混凝土表面与内部出现温差。如此，混凝土内部与外部的温度不一样，必然会出现热膨胀冷收缩，进而混凝土内部出现压应力而外部出现拉应力，当混凝土所受的拉力超过其抗拉强度设计值时就会出现裂缝。一般情况下，混凝土内部温度大于外部温度25 ℃时就会在其表面出现裂缝。

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（2）环境温度变化的影响。由于混凝土的大体积导致外部环境温度的变化会对其产生较大的影响下，其裂缝成因与混凝土本身温度变化的影响相似，即温度变化导致混凝土收缩不一致以及产生温度应力进而导致裂缝生成。这就要求施工人员在具体的施工中（比如大体积混凝土的硬化、养护）关注外界温度的变化，并采取措施。 1.2 混凝土收缩的影响

（1）混凝土硬化收缩。众所周知，水泥拌合中所加入的水除去20%用于水泥水化反应之外80%的水都要用于混凝土的和易性所需。在硬化过程中，随着混凝土强度逐渐增加内部的水份也会逐渐向外蒸发，但是水份蒸发的程度不一样导致了结构变形不一致，随之必然会产生拉应力。但拉应力超过抗拉强度设计值时就会出现裂缝。

（2）混凝土的塑性收缩，主要是由于水分从混凝土表面蒸发损失导致的。这种情况形成的裂缝主要发生在混凝土表面，因此裂缝的深度一般不大。此外，一把情况下混凝土在塑性阶段过程中若其温度较高、水灰比较低、水泥活性较大会对混凝土裂缝的形成起着积极的作用。因为在这个阶段，混凝土表面的水份极容易受到外界影响而加快蒸发，导致混凝土结构因快速收缩而生成裂缝。

1.3 混凝土结构变形的影响

混凝土结构变形一般是由于结构的不均匀沉降引起的。在实际施工中建筑物不均匀沉降主要是由于设计施工之前没有对建筑物所在在地区的地质勘察不够准确、试验资料不够精确再加上复杂的地质条件造成的。一般情况下，软土地基区的建筑物会因本身不具备足够的协调性而产生裂缝。

1.4 碱—骨料反应的影响

碱—骨料反应是指水泥中的碱与混凝土骨料中的活性物质发生的化学反应，致使结构体积局部膨胀，最终使混凝土开裂和强度下降的现象，是混凝土结构中十分常见的裂缝生成反应。具体原因是由于水泥中的碱性物质（包括氧化钠和氧化钾）与具有活性的二氧化硅发生化学反应，生成能够具有吸水特性的碱-硅酸凝胶，进而造成混凝土膨胀开裂。 1.5 水灰比的影响

水灰比，即拌混凝土时所用的水和水泥的重量之比，它对硬化后的混凝土强度的大小具有很大的影响。

实验表明，水灰比越大混凝土硬化后的密实度与水泥和骨料间的粘结度越高，进而使混凝土的强度增强。但是一味的加大水灰比不能够确保混凝土的坍落度与和易性满足规范要求，也会造成结构内部滞留大量的游离水。这样的后果就是混凝土的硬化工程中出现大幅度的收缩与结构内部泌水现象，最终导致表面（或是内部）裂缝的出现。

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