浅析大体积混凝土开裂的起因及防裂措施

浅析大体积混凝土开裂的起因及防裂措
施
摘要：当前，大体积混凝土结构是建筑的主体结构。

其构造的施工品质和整
个建筑物的施工品质密切相关。

如果大体积混凝土结构质量不能得到有效控制，
就会产生裂缝，难以保证后续工程的质量。

对此，本文对大体积混凝土破裂的原
因和裂缝的预防措施进行了分析和探讨，仅供参考。

关键词：建筑；大体积；混凝土；开裂；防裂
引言
大体积混凝土结构和施工技术可以直接关系到混凝土结构的使用性能。

在混
凝土结构中，裂缝最常见的施工问题。

裂缝一旦发生，不仅会影响建筑物本身的
防水性能，从而影响建筑物的使用功能，还会导致混凝土结构中钢筋结构的腐蚀，最终降低建筑材料原有的耐久性和建筑结构的稳定性。

因此，施工人员有必要采
取合理、稳定的方法，防止混凝土构件开裂，确保混凝土使用的安全和寿命。

一、大体积混凝土开裂原因分析
（一）混凝土的收缩
混凝土构件的收缩发生在凝固过程中，如果不能很好地固定，将导致部件损坏。

水泥提取通常包括干燥提取和热塑性提取。

首先，干燥收缩是指冻结过程中，凝结王伴随着巨大的水热反应速度，结构中的水急速挥发收缩。

支持混凝土氢化
反应所需的含水量仅为混合混凝土总含水量的20%，剩余的含水量用于确保混凝
土结构具有足够的和易性。

其一旦固化，将缓慢挥发并向外扩散。

在水泥固化过
程中，不同的水分内部挥发速率会导致内部张力差，这很容易产生由外到内的干
缩现象，这是不可避免的，因此会导致水泥结构出现裂缝。

其次，如果水泥搅拌
过程中使用的水泥具有较强的活性和较低的水泥水比，则更容易导致水泥组分断
裂。

因为此时，混凝土施工构件的浸水减少，内部塑性刚性下降。

同时，在外部高温和暴雨天气的破坏下，混凝土表面的失水量增加，内部水无法实现有效的供水，其结构强度无法承受结构的脱水收缩所带来的压力，从而形成裂缝。

（二）结构基础变形导致的开裂
结构基础的变形也是一般区域混凝土结构破坏的原因之一，因为在施工设计阶段，如果场地的地质调查不够详细，相应的测量值不准确，对地质要求的理解不够充分，导致施工阶段地质不平衡沉降，导致结构基础变形。

同时，如果建筑物被倒入软土地基区域，如果土壤不能充分硬化，土壤遇水时容易变形。

因此，在受力不平衡、结构协调性不足的情况下，建筑主体也会形成裂缝，形成的裂缝主要属于深裂缝或贯通裂缝，这是最严重的裂缝，导致建筑主体整个结构的刚度显著降低，结构安全隐患严重。

（三）外界的气温以及湿度的变化
造成混凝土温差的因素有两个。

首先，它是由水泥的湿热引起的。

水化是混凝土中不可避免的化学反应，在这个过程中，也会产生大量的热量，这是混凝土大规模产生热量的主要来源。

混凝土工程在最初的重建过程中，混凝土表面从内到外会产生大量的湿热。

然而，由于混凝土表面的热能消散更快，且温度下降速度将快于混凝土内部，因此混凝土内部和外部之间将存在温差。

在这种温差的作用下，混凝土结构的膨胀程度也会有所不同，在内部形成一定的压应力，在外部形成一定的拉应力。

相关试验研究还表明，温度超过25°C时，混凝土构件表面就会容易产生裂缝。

其次，容易受到高温室外环境的影响。

这主要是因为模板等混凝土的外部环境温度也决定了该模板的环境温度。

外部温度变高的话铸造温度也会变高。

此时，构件表面的水分消散更快，导致混凝土内外收缩不一致，从而导致混凝土断裂。

然而，当外部温度的降低过快时，增强部件在高温下也就会产生较大的应力，从而导致裂纹。

二、大体积混凝土防裂要点
（一）加强原材料选择及配比设计
因为其体积大，表面积小，混凝土的湿热释放集中，内部温度急速上升，内
部温度差容易在混凝土表面产生高温裂纹。

因此，在一定的阻力条件下，应尽量
使用低热值混凝土。

在选择配合比时，在满足工程设计和施工工艺条件的前提下，尽量减少混凝土用量是降低一般区域混凝土绝对温升的重要关键。

在工程硬度较
高的一般区域混凝土施工过程中，要求混凝土具有较高的生命力和较低的导热系数。

此时，掺杂超高速炉渣粉末的高强度炉渣水泥可以同时满足这两种条件。

混
凝土的热膨胀系数与骨料颗粒的热膨胀系数直接相关。

为了选择热膨胀系数较低
的骨料，减少混凝土的高温压缩变形，应降低混合砂浆的热膨胀系数。

施工经验
也要注意人们，选择粒径较大的中粗骨料和细模组数在2.7~3.1之间的中粗砂，
将大大减少砂浆施工用量，从而促进混凝土结构施工用量的减少，减少砂浆材料
的收缩，降低温度应力和收缩应力。

在混凝土工程中，外加剂的使用主要是指那
些可以降低钢筋混凝土热值和延迟加热时间的外加剂，因为它可以减少钢筋混凝
土的升温过程[1]。

如果充分利用粉煤灰，可以显著降低大体积水泥的初始峰值温
度和升温速率，因为其初始阶段活性水化物质很少，水化热很低，但其早期抗拉
强度和初始极限抗拉值略有降低。

因此，对于早期抗裂性要求较高的工程，充分
利用飞灰的掺量应较小，否则容易在表面产生小裂缝。

为了提高水泥的可加工性，在水泥中加入阻气剂或减水剂，显著提高了水泥的抗拉强度和抗裂强度。

（二）优化大体积混凝土施工方式方法
在施工过程中，大体积混凝土填筑通常分为三种方案：倾斜分层填筑、分段
分层填筑和全分层填筑。

填充混凝土时，填充方法的选择应考虑混凝土的尺寸和
来源以及钢筋浇筑的密度。

比较三种填充方法的优缺点：第一，全层填充方法可
以将产生的热量均匀地分布到周围环境中。

在保证新灌混凝土在导入方向上没有
空隙的过程中，可在运输或搅拌过程中连续填充，以满足初凝要求；其次，分段
分层法遵循大体积混凝土防裂标准，一般采用低掺量混凝土；最后，选择倾斜平
坦层的条件必须考虑其相关特性，这可用于填充厚度小、体积大的结构。

另外，
在项目施工过程中，由于混凝土表面的汞含量远高于其他地方，因此有必要在填
筑完成后2~8小时内规范作业，根据混凝土标志，用洗脸盆反复碾压，目测表面
密实后，用专业施工设备再次碾压混凝土。

（三）调节浇筑温度
在施工过程中，混凝土的浇筑和成型温度必须控制在25°C以上。

在施工过
程中，必须采用分级建筑的施工方法。

大厚度大体积混凝土各层的施工厚度控制
在50cm以内，层级施工间隔在10天以上。

为了缩短混凝土最终铺设后的凿毛时间，可使用水龙头直接冲洗混凝土表面上的浮浆，从初凝到终凝，之前的混凝土
标高施工完成后，直至岩石接收功率的破碎设备[2]。

在下一层混凝土施工前，必
须在连接点安装温度钢筋和防裂钢筋，并放置在新建混凝土层的底板上。

在浇筑
过程中，每5米在大体积混凝土构件中设置一个温度测量点，并测量上层混凝土
构件的内部和大气温差，大气与混凝土构件表面的温差应控制在20℃左右，内部
与相邻测点的温差不应超过25℃。

鉴于内部温差的这些限制，我们还可以布置大
体积混凝土加热管或采用水冷，以将内部温度保持在规定范围内。

（四）及时拆模
在混凝土施工中，为了提高模板的旋转速度，必须尽快拆除许多使用新混凝
土的模板。

当混凝土温度高于气温时，应考虑拆模时间，以避免混凝土表面出现
早期裂缝。

最新浇筑最初拆下，表面的拉伸应力大，发生“温度冲击”现象。

在
混凝土注入的初始阶段，由于水喷雾热的消散，表面产生相当大的拉伸应力。

此时，表面温度也高于空气温度。

在这种情况下，取下模板后，表面温度急剧下降，温度梯度无法避免。

因此，表面拉伸力增加，加上热水应力和混凝土的干燥收缩[3]。

当表面张力达到较高值时，会有裂纹的风险，但是在拆除模板后，如果将泡
沫体、土工布等轻质绝热材料及时涂在表面上，则会对防止混凝土表面过度拉伸
应力产生显著影响。

结束语
总之，大体积混凝土裂缝的防治是一项比较复杂的施工技术。

大体积混凝土
结构的质量直接关系到建筑整个工程的整体质量。

因此，针对大体积混凝土开裂
问题，相关施工方必须注意施工工艺的使用，严格选配施工材料，有效避免开裂，提高施工质量。

参考文献
[1] 韩瑞峰. 混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2016, 6(008):00018-00019.
[2] 徐斌, 武猛. 建筑工程施工混凝土裂缝及控制措施[J]. 工程技术:引文版, 2016:00112-00112.
[3] 吴海阳. 浅析建筑工程施工中混凝土裂缝的原因及防治方法[J]. 四川水泥, 2016(4):1.。