论文部分内容阅读
摘要：文章简要分析了大体积混凝土裂缝的类型、每种类型的形成原因，继而从材料、温度、技术三个方面述及裂缝的治理办法。
关键词：建筑技术；大体积混凝土；裂缝治理
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
大体积混凝土在工程建设中处在十分重要的地位，何为大体积混凝土？我国结构工程建筑施工技术规范中指出：混凝土整体截面小边尺寸超过一米，且水化热造成的混凝土内外温差超过25℃，既可以称之为大体积混凝土。通常来讲，大体积混凝土的裂缝常会在浇筑初期形成，但也会随着温度变化而发生一定改变。应力对于温度变化的反应是强烈的，它可能对混凝土结构造成持久的影响，这也是裂缝形成的主要原因，对此，施工时必须要严格注意，否则极易造成不必要的麻烦。
一、大体积混凝土发生裂缝的类型
大体积混凝土裂缝很多是因为温度变化带来的收缩膨胀而形成的。根据裂缝深度的区别，可以把其划分成表层裂缝、深度裂缝、通透裂缝几种。而如果把裂缝按照形成的时间来划分，则可以分成四种，兹列举如下：
（一）初筑升温时期形成的裂缝。因为水化热的高度释放，会让混凝土快速升温，外层温度容易散失，而内部散热条件不好，热量郁结其中，难以发散。混凝土内部与外部形成温度差。在温度差的作用下，内外部混凝土出现拉应力区别，导致表层裂缝的出现。很多工作人员以为表面裂缝是由于泌水及养护不当造成的，理解上有失偏颇。
（二）混凝土升温时期形成的裂缝。升温时期，混凝土硬化未达到理想要求，而在降温时期硬化的混凝土与基础边界相联，因为受到冷缩作用的影响，形成拉应力裂缝。
（三）混凝土降温时期形成的裂缝。本类型裂缝一般发源在浇筑完成后的第三天至第五天。此时水化热量基本被释放，混凝土正处于降温冷缩阶段，表层降温速度降低，内部降温幅度增加，产生了同初筑时相反的拉应力。拉应力方向相反，而产生裂缝的结果是一样的。
（四）混凝土冷缩同边界条件相互制约而形成的开裂。相比较而言，此类型更容易表现为贯穿裂缝，严重影响到混凝土结构上的统一性性、持久性以及防水性，对混凝土建筑正常利用造成极大负面作用。
二、大体积混凝土发生裂缝的原因
（一）材料原因。一般的混凝土材料有体积相对稳定、因温度变化而收缩变形的特点。若在施工过程中没有很好把握水泥成分、水泥用量、水灰配合比、外加剂应用等因素，就非常容易造成裂缝特别是干缩型裂缝的出现。
（二）施工原因。不合理施工是产生裂缝的主要原因。比如在养护期内管理工作做得不好、预埋通风设施不全、水电管道无钢筋加强等细节问题都会导致混凝土因内部受振而开裂。再者，混凝土砂浆一般在12至16h内完成初凝，如果二次振捣不力，混凝土表面会出现离析现象，表层细小裂缝可能继续恶化成贯穿型裂缝。等等这些，都是施工时需要加以注意的问题。
（三）环境原因。混凝土内部温度容易受到外部温度、施工浇筑温度等原因的影响，当内外温差升高时，温度应力随之变大。一般大体积混凝土在浇筑后会在80摄氏度的温差条件下持续一段时间，若不能做好温差环境改变的合理控制，则极容易使混凝土在变化过程中发生损坏裂缝。
三、大体积混凝土发生裂缝的防治
（一）材料管理。
1、尽可能选择低热型及中热型水泥，比如粉煤灰水泥、矿渣类水泥等，或者可以利用后期混凝土强度优势减少使用水泥的数量，避免水化热的过多负面影响。其科学原理是：每增加10千克水泥，相应温度会增加近1摄氏度。此外，在条件允许时，要尽可能应用带有微膨胀功能的水泥，由于此类水泥在一至五天的膨胀期内能够形成一定的压应力，这部分压应力能够在一定程度上消去温度变化所带来的拉应力，增强混凝土的抗裂水平。
2、在原材料中加入一定数量的粉煤灰，混凝土里面加入粉煤灰以后，能够极大地提升其耐久性、抗渗性，防止过度收缩，最终起到提升混凝土抗拉强度的效果。
3、选择优质骨料，一般骨料在混凝土中所占的比例最好为总体积的80%左右，要注意挑选那些线膨胀系数低、弹模岩石数量少、级配优质的骨料作为施工原料。通常来说，以普遍粒径在0.4至4.0公分内为宜，尽可能使用中砂，砂石中的含泥量必须控制在规范范围之内。水灰比例保持合理，一般比例系数为0.6。可以考虑在混凝土里面加入缓凝剂，用以降低浇筑速度，达到良好的散热效果。此外，还可以于大体积混凝土内加入大块石，大块石的标准是没有裂缝、干净、坚实、直径在15－30公分。一方面，掺加大块石可以减少混凝土总数，防止水化热的过多影响，另一方面大块石本身也可以吸收热量，达到缓解裂缝发生的效果。
4、可以原材料中加入引氣剂及减水剂。这样做有利于降低单位混凝土中的用水量及用胶凝材料量，提升混凝土硬化过程中的力学性质、热学性质。
（二）技术管理。
在进行大体积混凝土工程建设时，其内部要预告留出一定的孔道，在孔道中加入循环冷水与冷气，以起到对混凝土实施冷却的作用，冷却速度不要超过每小时0.5－1.0摄氏度。针对特大型基础设施可以采取分层及分块浇筑，每块厚度在1至1.5米之间，每层间隔时间最好为6至7天。当在岩石地基上施工时，混凝土垫层上最好铺设隔离层（隔离层的形式为二次沥青加0.5公分砂子或者二毡三油），底板起伏处以及截面突变处形成渐变，以减少甚至消除拉应力约束。另外还应当注意，需加强混凝土振捣与浇灌管理，在细节上提升密实度，拆模时间尽量延后，拆模前与拆模后，混凝土的表层温度变化应控制在15摄氏度之内。在条件允许的前提下，应保证两次振捣技术的实现，还可以按照工程特点,适当采取补偿收缩技术。
（三）温度管理。
形成裂缝的主要诱因就是混凝土的内部及外部温度变化，在混凝土无应力温度改变至开裂温度之际，其拉应力也同时超出混凝土可以正常承受的极限拉应力。所以用减少混凝土水化热温度的办法以及减少混凝土初凝温度的办法,对裂缝风险的避免与消除，有着良好的现实效果。采用人工方法强行控制混凝土内部温度的办法显然很多时候都不甚理想，例如某些温度控制材料看起来可以控制内外温差的存在，但是这种强制性的材料与办法，无疑会使混凝土内部的热量无法正常散发，属于潜在的影响裂缝处理的因素。采取人工温度管理还应当注意的另外一个问题是：过早的超冷要求可能会影响到水泥的早期强度，反而加剧出现初期裂缝的速度与数量。超冷可能让混凝土形成较大温差，造成温差型裂缝，所以浇筑时间以放在夜间为宜，而在白天，尤其是日照充足时进行混凝土施工，应当给沙石堆料场安排简易的遮阳设备，或者以湿麻袋完成覆盖, 如有必要，可给骨料喷水。
四 总结：
裂缝会破坏大体积混凝土结构耐久性、整体性与防水性，产生严重的危害后果，一定要加以科学控制。裂缝主要是由于水化热升温所造成的，因而在特定的范围内采取温度升高控制与温度变化控制，就能够有效地防止裂缝出现。混凝土裂缝控制要以事后处理为辅、事先预防为主。这需要相关人员给予精心设计，以保证工程的顺利进行。
参考文献：
[1] 梁长利.简论建筑施工中混凝土裂缝的控制[J].中国－东盟博览，2011（06）.
[2] 高国杰，张力.沧河倒虹桥混凝土裂缝分析及预防措施[J].2012（03）.
[3] 武彦国.浅谈混凝土裂缝的产生与控制[J].科技视界，2012（08）.
[4] 崔永明.混凝土现浇板裂缝的原因及防治[J].中国西部科技，2009（03）.
[5] 杨海萍.桥梁大体积混凝土温度裂缝控制与处理[J].科技信息，2009（04）.
[6] 黄培成.现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因及防治[J].中国科技信息，2009（07）.
关键词：建筑技术；大体积混凝土；裂缝治理
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
大体积混凝土在工程建设中处在十分重要的地位，何为大体积混凝土？我国结构工程建筑施工技术规范中指出：混凝土整体截面小边尺寸超过一米，且水化热造成的混凝土内外温差超过25℃，既可以称之为大体积混凝土。通常来讲，大体积混凝土的裂缝常会在浇筑初期形成，但也会随着温度变化而发生一定改变。应力对于温度变化的反应是强烈的，它可能对混凝土结构造成持久的影响，这也是裂缝形成的主要原因，对此，施工时必须要严格注意，否则极易造成不必要的麻烦。
一、大体积混凝土发生裂缝的类型
大体积混凝土裂缝很多是因为温度变化带来的收缩膨胀而形成的。根据裂缝深度的区别，可以把其划分成表层裂缝、深度裂缝、通透裂缝几种。而如果把裂缝按照形成的时间来划分，则可以分成四种，兹列举如下：
（一）初筑升温时期形成的裂缝。因为水化热的高度释放，会让混凝土快速升温，外层温度容易散失，而内部散热条件不好，热量郁结其中，难以发散。混凝土内部与外部形成温度差。在温度差的作用下，内外部混凝土出现拉应力区别，导致表层裂缝的出现。很多工作人员以为表面裂缝是由于泌水及养护不当造成的，理解上有失偏颇。
（二）混凝土升温时期形成的裂缝。升温时期，混凝土硬化未达到理想要求，而在降温时期硬化的混凝土与基础边界相联，因为受到冷缩作用的影响，形成拉应力裂缝。
（三）混凝土降温时期形成的裂缝。本类型裂缝一般发源在浇筑完成后的第三天至第五天。此时水化热量基本被释放，混凝土正处于降温冷缩阶段，表层降温速度降低，内部降温幅度增加，产生了同初筑时相反的拉应力。拉应力方向相反，而产生裂缝的结果是一样的。
（四）混凝土冷缩同边界条件相互制约而形成的开裂。相比较而言，此类型更容易表现为贯穿裂缝，严重影响到混凝土结构上的统一性性、持久性以及防水性，对混凝土建筑正常利用造成极大负面作用。
二、大体积混凝土发生裂缝的原因
（一）材料原因。一般的混凝土材料有体积相对稳定、因温度变化而收缩变形的特点。若在施工过程中没有很好把握水泥成分、水泥用量、水灰配合比、外加剂应用等因素，就非常容易造成裂缝特别是干缩型裂缝的出现。
（二）施工原因。不合理施工是产生裂缝的主要原因。比如在养护期内管理工作做得不好、预埋通风设施不全、水电管道无钢筋加强等细节问题都会导致混凝土因内部受振而开裂。再者，混凝土砂浆一般在12至16h内完成初凝，如果二次振捣不力，混凝土表面会出现离析现象，表层细小裂缝可能继续恶化成贯穿型裂缝。等等这些，都是施工时需要加以注意的问题。
（三）环境原因。混凝土内部温度容易受到外部温度、施工浇筑温度等原因的影响，当内外温差升高时，温度应力随之变大。一般大体积混凝土在浇筑后会在80摄氏度的温差条件下持续一段时间，若不能做好温差环境改变的合理控制，则极容易使混凝土在变化过程中发生损坏裂缝。
三、大体积混凝土发生裂缝的防治
（一）材料管理。
1、尽可能选择低热型及中热型水泥，比如粉煤灰水泥、矿渣类水泥等，或者可以利用后期混凝土强度优势减少使用水泥的数量，避免水化热的过多负面影响。其科学原理是：每增加10千克水泥，相应温度会增加近1摄氏度。此外，在条件允许时，要尽可能应用带有微膨胀功能的水泥，由于此类水泥在一至五天的膨胀期内能够形成一定的压应力，这部分压应力能够在一定程度上消去温度变化所带来的拉应力，增强混凝土的抗裂水平。
2、在原材料中加入一定数量的粉煤灰，混凝土里面加入粉煤灰以后，能够极大地提升其耐久性、抗渗性，防止过度收缩，最终起到提升混凝土抗拉强度的效果。
3、选择优质骨料，一般骨料在混凝土中所占的比例最好为总体积的80%左右，要注意挑选那些线膨胀系数低、弹模岩石数量少、级配优质的骨料作为施工原料。通常来说，以普遍粒径在0.4至4.0公分内为宜，尽可能使用中砂，砂石中的含泥量必须控制在规范范围之内。水灰比例保持合理，一般比例系数为0.6。可以考虑在混凝土里面加入缓凝剂，用以降低浇筑速度，达到良好的散热效果。此外，还可以于大体积混凝土内加入大块石，大块石的标准是没有裂缝、干净、坚实、直径在15－30公分。一方面，掺加大块石可以减少混凝土总数，防止水化热的过多影响，另一方面大块石本身也可以吸收热量，达到缓解裂缝发生的效果。
4、可以原材料中加入引氣剂及减水剂。这样做有利于降低单位混凝土中的用水量及用胶凝材料量，提升混凝土硬化过程中的力学性质、热学性质。
（二）技术管理。
在进行大体积混凝土工程建设时，其内部要预告留出一定的孔道，在孔道中加入循环冷水与冷气，以起到对混凝土实施冷却的作用，冷却速度不要超过每小时0.5－1.0摄氏度。针对特大型基础设施可以采取分层及分块浇筑，每块厚度在1至1.5米之间，每层间隔时间最好为6至7天。当在岩石地基上施工时，混凝土垫层上最好铺设隔离层（隔离层的形式为二次沥青加0.5公分砂子或者二毡三油），底板起伏处以及截面突变处形成渐变，以减少甚至消除拉应力约束。另外还应当注意，需加强混凝土振捣与浇灌管理，在细节上提升密实度，拆模时间尽量延后，拆模前与拆模后，混凝土的表层温度变化应控制在15摄氏度之内。在条件允许的前提下，应保证两次振捣技术的实现，还可以按照工程特点,适当采取补偿收缩技术。
（三）温度管理。
形成裂缝的主要诱因就是混凝土的内部及外部温度变化，在混凝土无应力温度改变至开裂温度之际，其拉应力也同时超出混凝土可以正常承受的极限拉应力。所以用减少混凝土水化热温度的办法以及减少混凝土初凝温度的办法,对裂缝风险的避免与消除，有着良好的现实效果。采用人工方法强行控制混凝土内部温度的办法显然很多时候都不甚理想，例如某些温度控制材料看起来可以控制内外温差的存在，但是这种强制性的材料与办法，无疑会使混凝土内部的热量无法正常散发，属于潜在的影响裂缝处理的因素。采取人工温度管理还应当注意的另外一个问题是：过早的超冷要求可能会影响到水泥的早期强度，反而加剧出现初期裂缝的速度与数量。超冷可能让混凝土形成较大温差，造成温差型裂缝，所以浇筑时间以放在夜间为宜，而在白天，尤其是日照充足时进行混凝土施工，应当给沙石堆料场安排简易的遮阳设备，或者以湿麻袋完成覆盖, 如有必要，可给骨料喷水。
四 总结：
裂缝会破坏大体积混凝土结构耐久性、整体性与防水性，产生严重的危害后果，一定要加以科学控制。裂缝主要是由于水化热升温所造成的，因而在特定的范围内采取温度升高控制与温度变化控制，就能够有效地防止裂缝出现。混凝土裂缝控制要以事后处理为辅、事先预防为主。这需要相关人员给予精心设计，以保证工程的顺利进行。
参考文献：
[1] 梁长利.简论建筑施工中混凝土裂缝的控制[J].中国－东盟博览，2011（06）.
[2] 高国杰，张力.沧河倒虹桥混凝土裂缝分析及预防措施[J].2012（03）.
[3] 武彦国.浅谈混凝土裂缝的产生与控制[J].科技视界，2012（08）.
[4] 崔永明.混凝土现浇板裂缝的原因及防治[J].中国西部科技，2009（03）.
[5] 杨海萍.桥梁大体积混凝土温度裂缝控制与处理[J].科技信息，2009（04）.
[6] 黄培成.现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因及防治[J].中国科技信息，2009（07）.