大体积混凝土裂缝分析

周长峰

中建二局第三建筑工程有限公司武汉分公司，湖北省 武汉市 430000

摘要：随着大体积混凝土结构在现代工程建设项目中越来越广泛的应用，从而对大体积混凝土的研究显得尤为重要，大体积混凝土浇筑的优良性直接关系到主体的使用年限、使用安全，大体积混凝土裂缝作为首要的质量问题不容忽视，所以我们要从根本上分析它，来保证我们的工程质量。

关键词：大体积混凝土；裂缝；工程质量

一、大体积混凝土的简述

现代建筑中经常涉及到大体积混凝土的施工，如高层、超高层建筑的基础，水利大坝等。大体积混凝土的主要特点是体积大，一般实体最小边尺寸大于或者等于1米。它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用，所以我们必须从根本上分析解决这个问题。

二、大体积混凝土裂缝的种类

建筑物的破坏和渗漏通常开始于裂缝的出现，裂缝可以看作是危险将要来临的征兆，并且多年来通过大量的研究与探索证明了在未受荷载的钢筋混凝土结构板上存在肉眼不可见的裂缝。因此可以说混凝土出现裂缝是绝对的，没有裂缝是相对的，所以“裂缝控制”就是通过技术手段防止建筑物出现有害裂缝，使建筑物的质量得到保证。

1、微观裂缝

1.1粘着裂缝：是指集料水泥石的粘结面上的裂缝，主要沿集料周围出现。

1.2水泥是裂缝：是指水泥浆中的裂缝，主要出现在集料与集料之间。

1.3集料裂缝：是指集料本身的裂缝。

这三种裂缝中，前两者较多，混凝土的微裂缝主要指粘着裂缝和水泥石裂缝。微裂缝的存在，对混凝土的基本性质，比如变形、结构刚度、各种强度、徐变、弹塑性、柏松比、化学性质等都产生重要影响。

2、温度裂缝

混凝土随着温度的变化而发生膨胀、收缩，从而引起的裂缝称为温度裂缝。在大体积混凝土的施工阶段，裂缝是由于温度变形而引起的可以称为初始裂缝和早期裂缝，大体积混凝土的裂缝按深度分，一般分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种。表面裂缝虽然不属于结构性裂缝，但在混凝土收缩时，由于表面裂缝处断面削弱且容易产生应力集中，能促使裂缝进一步开展，深层裂缝部分切断了结构断面，也有一定的危害性。贯穿裂缝将结构断面切断，可能破坏结构整体性、耐久性和防水性，影响正常使用，危害严重。

三、裂缝产生的原因

1、混凝土本身的影响

1.1混凝土体积的稳定性

混凝土的体积稳定性是指混凝土在抵抗物理、化学作用下产生变形的能力，当体积稳定性不好时，混凝土容易出现开裂，抗渗性等物理化学性能降低，耐久性也会下降。

1.2混凝土的收缩

混凝土所固有的一种重要性质就是收缩，无负荷状态下，混凝土往往由于收缩变形而导致开裂，混凝土收缩变形主要表现为自收缩、干燥收缩、塑性收缩、温度收缩、化学减缩、碳化收缩、沉降收缩等。

1.3混凝土的徐变

徐变是混凝土在某一不变荷载的长期作用下，其应变随时间而增长的现象。徐变变形比瞬时弹性变形大一到三倍。大体积混凝土中，徐变能降低混凝土的温度应力，减少收缩裂缝在结构应力集中区和因基础不均匀沉降引起局部应力的结构中，徐变能削弱这类结构的应力峰值，有时在大体积混凝土工程结构施工中可在保持强度不变的条件下，通过提高混凝土的徐变来减缓结构裂缝的目的。徐变也有不利的一面，他会使结构的长期变形不断加大，会减少预应力的结构中预应力的损失等。所以应该综合考虑徐变的影响。

1.4骨料与水泥石的界面

混凝土中水泥石与骨料接触的是混凝土结构中最薄弱的环节，在骨料界面处常由于水膜层或气孔的存在造成局部的结构疏松，形成孔隙与水化晶体的富集与定向排列。在存在荷载的情况下，由于骨料和水泥石弹性模量的差别不一致，界面处应力集中。在微型裂缝的作用下，混凝土结构由于原生孔缝和次生缝互相连通而发生破坏，混凝土中最容易被侵蚀的部位就是截面区，界面区的薄弱连接使混凝土的强度和性能下降，因此提高混凝土结构和耐久性的重要途径之一就是改善混凝土的界面结构。

2、结构设计因素

裂缝由荷载引起的我们都可以通过计算来进行裂缝控制，通常采用构造设计来进行由于变形引起的裂缝的控制。

结构计算之前先对受力体系进行假定，很多常规计算的模型与实际的工作状态有一定的出入，使得内力计算的结果与实际不符，假定因素外的内力通常会引起裂缝。此类裂缝不仅与强度、应力有关，还与结构的刚度有关。对于由温度、混凝土的收缩和膨胀、不均匀沉降等变形因素的影响而产生的裂缝，结构要求变形时得不到满足从而引起应力，而应力的大小与结构的刚度有关，当应力超过一定数值时就会引起裂缝，裂缝出现后变形得到满足同时刚度下降导致应力发生松弛。

3、施工方面的因素

3.1施工不当

由于混凝土罐车路程较远或者路程堵塞，混凝土运输到现场时塌落度损失过多混凝土流动性差，工人为了方便施工私自向泵车内加水从而提高塌落度，降低了混凝土的强度，加水的混凝土与原强度的混凝土配合比不同造成了凝缩裂缝和干缩裂缝。工人施工未按照技术方案未对大体积混凝土分层浇筑等。

3.2振捣方式不合理

振捣方式不当会造成混凝土分层离析、表面浮浆而引起混凝土开裂，或造成混凝土不均匀沉降收缩而在结构交接处出现裂缝。在夏季混凝土表面凝结速度比内部快，表面达到了凝结内部还没有达到初凝，此时如果不进行二次振捣和多次抹面，混凝土表面很快就会出现裂缝，可能从浅表性的扩展成贯穿性的裂缝。

3.3养护不当

混凝土养护期间养护不当造成混凝土早期失水收缩量过大是混凝土产生裂缝的主要原因，气温相对高、湿度低、风速大的情况下浇筑的混凝土更容易发生干缩开裂。很多施工现场浇筑的混凝土都不能得到及时的覆膜保温养护，通常在最后一遍收光结束后才进行覆膜，应当在混凝土浇筑后第一次抹面后就立即用塑料薄膜覆盖，不让水分蒸发，当第二次抹光时揭开薄膜，抹光后进行及时覆盖。

4、环境方面的因素

在大体积混凝土结构施工期间，外界环境气候因素对混凝土的开裂有着重要的影响。外加气温越高，混凝土的入模温度就越高，外界气温下降会增加混凝土的降温幅度，特别是在外界气温骤降时，会增加内外部混凝土的温差，此时的大体积混凝土及其容易开裂。混凝土温度应力是温差所引起的温度变形造成的，温度应力随着温差的变大而变大。且大体积混凝土内部高温持续时间长不易散热。

结论：

大体积混凝土的裂缝主要是温度裂缝，表面裂缝和收缩裂缝为其表现的主要形式，严重的混凝土裂缝会使混凝土结构发生破坏，混凝土自身性质、设计因素、施工工艺方法、外界的温湿环境因素等都与大体积混凝土裂缝的产生有关，其中施工方面的因素所造成的混凝土裂缝占百分之八十左右，因此在诸多影响因素中应着重研究及强化施工方面的工艺做法与管理。

参考文献：

［1］GB50496-2009.《大体积混凝土施工规范》[S].2009

［2］大体积混凝土的防裂[J].戴镇潮混凝土.2001（09）

［3］中国建筑科学研究院，《混凝土结构施工规范》GB50666-2011

［4］《建筑施工手册》（第四版），中国建筑工业出版社，10-4混凝土运输与浇筑