试论大体积混凝土裂缝控制

倪明  

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摘要：在现代化建筑工程中经常会使用大体积混凝土结构，这种结构形式容易出现裂缝的问题，对其工程整体使用寿命和安全性有所影响。所以，加强对大体积混凝土裂缝控制就很关键，可以实现提高混凝土结构的质量和寿命具有重要意义。本文从大体积混凝土结构的特点、裂缝形成的原因，并且提出了一系列有效的控制措施，为大体积混凝土结构的设计和施工提供了参考。

关键词：大体积混凝土，裂缝控制，结构设计，施工技术

一、引言

大体积混凝土结构具有优异的抗压性能和耐久性能，然而由于大体积混凝土结构的自重和收缩变形等因素，容易出现裂缝现象，严重影响其使用寿命和安全性。因此，如何有效地控制大体积混凝土结构的裂缝成为了一个重要的研究课题。本文将从大体积混凝土结构的特点、裂缝成因及控制措施等方面进行研究分析，提出了一系列有效的控制措施，为大体积混凝土施工奠定基础。

二、大体积混凝土结构的特点

大体积混凝土结构是指混凝土体积较大的结构，例如高层建筑、桥梁、水坝等。大体积混凝土结构具有以下特点：结构体积大，自重大。热应力和收缩应力较大，易引起裂缝。热量难以释放，易引起混凝土内部温度梯度，进一步引起温度变形和应力。构件拼接面积大，接缝处易形成裂缝。集料、水泥等原材料质量差异大，难以控制混凝土的物理力学性能。

三、大体积混凝土裂缝成因

大体积混凝土结构的裂缝成因主要包括以下几个方面：

温度变形：混凝土体积较大，且热膨胀系数较小，当混凝土结构受热膨胀或受冷缩影响时，会产生温度应力，致使出现裂缝。尤其是在高温条件下，混凝土内部会形成大量的水汽，会进一步加剧裂缝的产生。

收缩变形：混凝土在硬化后仍会产生收缩变形，这种变形是由于混凝土内部水分的蒸发和化学反应导致的。收缩变形会导致混凝土的内部出现应力，致使裂缝。

结构荷载：大体积混凝土结构受到的荷载较大，当荷载超过混凝土的承载能力时，会导致混凝土的变形和破坏，进而引起裂缝。

施工质量：大体积混凝土结构的施工需要较高的技术水平和严格的施工要求，如果施工不当或质量不过关，会导致混凝土内部存在空鼓、缺陷等问题，从而引起裂缝。

材料质量：混凝土中的集料、水泥等原材料质量差异大，如果使用不当或质量不过关的材料，会影响到混凝土物理力学性能，致使引起裂缝。

四、大体积混凝土裂缝控制措施

为了有效的对大体积混凝土结构裂缝问题的有效控制，我们还需从结构设计和施工技术方面入手把控，采取一系列有效的措施，具体如下：

（一） 结构设计措施

（1）合理设置伸缩缝隙：在混凝土结构设计时，应合理设置伸缩缝隙，使结构能够在热胀冷缩等自然因素影响下发生适当的变形，从而减少应力和裂缝的产生。同时，在伸缩缝隙的设置上应注意结构的连续性和整体性。

（2）采用预应力技术：预应力技术可以使混凝土结构承载能力得到提升，从而减少结构变形和裂缝的产生。此外，预应力技术还可以控制混凝土结构的收缩变形和温度变形，进一步减少裂缝的产生。

（3）合理设置支撑结构：对于大跨度混凝土结构，应合理设置支撑结构，使结构能够均衡受力，减少结构的变形和裂缝的产生。

（二） 施工工艺措施

（1）加强施工监控：在开展大体积混凝土结构施工时，应加强施工监管，对混凝土内部存在着空鼓、病害问题及时处理，避免在混凝土硬化后产生裂缝问题。

（2）做好对施工温度的把控：在混凝土的浇筑和养护过程中，还需对混凝土温度进行控制，避免温度过高或者时过低造成的混凝土收缩、膨胀，避免裂缝问题出现。

（3）施工原材料控制：对于施工原材料的质量控制，要求施工人员采用双掺技术，使用减水剂、粉煤灰，经过粉煤灰替代一些水泥使用，进而减少混凝土在反应的时候，内部出现大量的热量，防止温度过高造成的裂缝产生。粉煤灰能够减少热量，增强混凝土密实度，提升混凝土抗渗性。对于粉煤灰添加量的控制，若是比例小于3/10，那么混凝土前7天的收缩值就会增加一倍。如果说比例大于3/10，那么它就能够抑制混凝土收缩，避免收缩裂缝问题产生，但是具体的操作和用量还需结合施工现场实际情况进行计算，确保混凝土强度。除此之外，混凝土外加剂的使用可以降低开裂的风险，在搅拌过程中加入适当的外加剂，提升混凝土性能，降低开裂的风险。

（4）采用外加剂：外加剂可以改善混凝土的物理力学性能，增加混凝土的抗裂能力。例如，可以添加聚丙烯纤维等外加剂，减少混凝土内部的应力和裂缝的产生。

（5）合理养护混凝土：浇筑完成后，对于大体积混凝土来说，保温是一项必不可少的质量保证措施。实施薄膜涂层固化等措施主要是为了控制内外温差，需要足够的固化时间(一般在15d以上)。同时还需要做好表面水分和通风，优化大体积混凝土养护环境，提高温度应力的可控性，避免干缩裂缝等病害的发生。对于浇注初期出现的塑性裂纹，应及时采取二次压延等处理措施。保温材料的选择不是固定的，薄膜、草编袋都可以应用，但还需要结合施工环境考虑。如果混凝土构件位于寒冷地区，也可以专门建造隔热棚。同时，温度作为一个关键的指标参数，在保温维护中，必要时可以通过技术手段进行监控，了解维护过程中的温度变化，进而方便调整保温措施。还应注意的是，冷却措施的实施应突出自然、均匀的要求，以避免由于不期望的人为干预而对大体积混凝土造成二次破坏。另外，在模板选择方面，如果采用钢模板作为大体积混凝土模板，应设置保温措施。如果以木质形式为主要材料，可考虑保温措施，但维护措施需根据实际情况确定。

五、结论

结合以上分析得知，在开展大体积混凝土的施工过程中，做好大体积混凝土裂缝控制是混凝土结构设计和施工过程中的重要问题，需要采取一系列有效的措施来减少裂缝的产生。在结构设计上，应合理设置伸缩缝隙、采用预应力技术和合理设置支撑结构等措施。在施工工艺上，应加强施工监控、控制施工温度、采用外加剂和合理养护混凝土等措施。通过有效的裂缝控制措施，可以实现对混凝土结构耐久性和安全性的全面提升，有效延长使用的寿命，推动建筑工程行业的可持续化发展。

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