天津市东天建筑工程有限公司 天津市 301800
摘要：在工程的项目施工中，我们常常会遇到大体积混凝土出现裂缝的问题，在土木施工中，此问题尤其突出。施工中由于受客观周围环境的影响，大体积混凝土的施工受到空气温度和湿度的变化，再加上混凝土本身的脆性不均匀致使了裂缝的产生。本文通过分析裂缝的成因，提出了相应的防治措施。
关键词：土木工程；裂缝的成因；防治措施
引言
当前的建筑中，我们可以经常看到大体积的混凝土。这里的大体积混凝土与传统意义上的混凝土结构有所不同。前者是指混凝土结构超过了1m。前者具有比后者更为复杂的工程条件，更大的工程项目施工量和结构厚度。那么二者一致的是，混凝土裂缝也可能存在于大体积混凝土中。常见的种类有如下三种，即表面的裂缝、贯穿裂缝以及深层的混凝土裂缝。这些裂缝产生的成因较为复杂，尤其是基础性的工程，还有可能存在着严重的管理问题。下面我们就来具体分析大体积混凝土裂缝的成因。
1.土木施工中大体积混凝土裂缝成因
1.1内部温度应力引起的裂缝
由于水泥会发生水化热反应，因此，大体积混凝土和地基在浇筑前期时会产生大量热量，而这些热量在1至3天内，只能散发总热量的50%，剩下的热量都会积聚在大体积混凝土内部。然而，在散热方面，大体积混凝土是不良导体，大量的热量积聚在混凝土内部，其产生的水化热不仅不能散发除去，还会导致混凝土内部的温度急剧上升，混凝土中心温度过高，产生压应力，远离中心的位置温度较低，产生拉应力，温度不一而产生抗压应力，并且这种抗压应力一旦超过大体积混凝土自身的抗拉或者抗压强度，就会出现裂缝。有水化热引起的大体积混凝土裂缝是最常见的现象。
1.2收缩变形引起的裂缝
大体积混凝土在浇筑时，其内部会发生一系列化学变化，这从而导致混凝土发生收缩，进而体积缩小。目前，干燥收缩、塑性收缩、自身收缩以及碳化收缩都是大体积混凝土常见的收缩现象。其中干燥收缩程度较大，最易导致混凝土出现裂缝。混凝土内部水分流失过多、过快，尤其是大量吸附水的流失，最终导致混凝土产生干燥收缩。而混凝土内部的流失不会导致干燥收缩。当混凝土处在塑性状态时，若混凝土内部的泌水大量减少，减少的水分又得不到及时补充，或者出现大风天气或者高温天气，混凝土则会发生塑性收缩。
1.3表面湿度变化引起的裂缝
混凝土内外部湿度差异也会产生裂缝。由于混凝土内部的拌合物有一定的保水性能，因此混凝土内部含有较多水分，温度变化也较为缓慢。但在外界因素影响下，尤其是高温天气或者大风天气，大体积混凝土的表面含水率会急剧变化，再加上混凝土表面缺少覆盖物，养护不到等，混凝土表面在内部约束下发生干缩变形，产生裂缝。
1.4外荷载作用
大体积混凝土的抗拉强度是有一定限制的，但是其在外界动力荷载和静力荷载作用下，受到拉应力，若拉应力超过大体积混凝土自身抗拉强度限度时，混凝土则在外荷载作用下产生裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.大体积混凝土裂缝形成的主要防治措施
2.1水泥的品种及用量选择
水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙（C3A），其他成分依次为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙 （C4AF）。另外，水泥越细发热速率越快，但是不影响最终发热量。充分利用混凝土的后期强度，以减少水泥的用量。
2.2控制温度
①减少混凝土中的水泥用量，改善骨料级配，优化混凝土配合比。在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰，可以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，改善混凝土的工作度，降低最终收缩值，利用粉煤灰作混凝土的掺合料，降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升，提高混凝土的后期强度及其抗裂能力；②降低混凝土的浇筑温度，拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却；③减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热（热天浇筑）；④埋设水管，冷水降温；⑤规定合理拆模时间，气温骤降时做好混凝土表面保温措施，避免混凝土表面发生急剧温度梯度；⑥在寒冷季节，对在施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，采取保温措施。
2.3改善约束条件
合理分缝分块，缩短混凝土分块长度；避免基础过大起伏；合理安排施工工序。
2.4预防贯穿性裂缝的发生
贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能会破坏结构的整体性和稳定性，其危害非常严重。贯穿裂缝出现后要恢复其结构的整体性十分困难，所以应注意防止贯穿裂缝的发生。
2.5添加外加剂，改善混凝土的性能
提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，防止开裂，提高混凝土的耐久性。混凝土中存在大量的毛细孔道，水蒸发后会使毛细管中产生张力，导致混凝土干缩变形。若增大毛细孔径可降低表面张力，但会影响混凝土强度，这就是表面张力理论，早在六十年代就已在国际上被认可；水灰比也是影响混凝土收缩的重要因素之一，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%；此外，水泥用量也严重影响了混凝土收缩率，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充，用减水防裂剂改善水泥浆稠度，控制混凝土泌水，以减少沉缩变形。混凝土缓凝时间适当，可以控制因水泥长期不凝而带来的塑性收缩。另外，减水防裂剂可有效地提高混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能；掺加外加剂一方面可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少混凝土的碳化收缩，另一方面在混凝土表面形成微膜，可减少水分蒸发，防止干燥收缩。
2.6加强管理，提高混凝土的施工质量
在土木施工工程中，需要落实混凝土的浇筑、振捣和施工工作，进行严密的控制。例如可以进行合理的控制，在缝与块之间进行大小的限制，减少混凝土的分开长度；适当安排施工工序，避免基础起伏过大或者过小；在浇筑混凝土时候，需要加强对他们材料质量和浇筑工艺的控制。可以添加外加剂以改善混凝土的性能。由于混凝土当中存在着大量的毛细孔道，待水分蒸发后，毛细管中将产生大量的张力，从而导致混凝土干缩变形。可以用引气剂等外加剂把混凝土中的微小气泡吹出来，反映产物能够进入分散的孔隙中，从而减低膨胀带来的压力。
2.7混凝土养护
混凝土养护的核心是防止混凝土早期表面失水，同时养护可以补充混凝土早期水化需要的水分，有助于水泥水化的进行。混凝土路面、桥面或地面施工，塑性收缩裂缝是长期困扰的问题。过去混凝土泌水量大，一般采用二次收浆，然后开始养护，防止塑性收缩裂缝。现代高性能混凝土基本没有泌水，如果风大或温度高，水分蒸发量大，混凝土表面很快就会出现裂缝，必须在终凝前再次抹面闭合裂缝。在工程实践中，人们也一直在摸索如何更早地开始养护，得到很多成功经验。
结束语
综上所述，大体积混凝土的裂缝对施工及其构筑物危害很大，严重影响了构筑物的安全使用。在施工时一定要严格把关，做好混凝土早期养护及其预防发生的措施，把混凝土的裂缝减少到最低限度，以避免危害结构的裂缝的产生。
参考文献：
[1]李建平.建筑工程大体积混凝土裂缝的成因与防治措施探析[J].中华民居（下旬刊），2014，（02）：441.
[2]张云洪，肖磊.土木施工中大体积混凝土裂缝成因及其防治措施分析[J].科技与企业，2013，（24）：250.
[3]李慧慧.大体积混凝土裂缝成因及其防治措施分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2013，（05）：124-126.
论文作者:田斌,康雪雪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/5/14
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 成因论文; 水泥论文; 表面论文; 水化论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;