浅谈大体积混凝土裂缝成因分析与预防

　　1、概述

　　混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工、本身变形和约束等一系列问题，使大体积混凝土裂缝成了水利工程中最常见的工程病害。硬化成型的大体积混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些大体积混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重的将威胁到人民的生命、财产。

　　大体积混凝土裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要成因分析如下：

　　(1)、温差裂缝。即混凝土内外部温差过大产生的裂缝。其主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。

　　大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。

　　(2)、收缩裂缝。是由于混凝土的收缩引起收缩裂缝。其主要原因是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同，干缩、收缩的量也不同。

　　混凝土逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力。如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。

　　(3)、安定性裂缝。安定性裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。

　　3、混凝土裂缝的预防措施

　　(1)、设计阶段措施

　　a、 精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量。一是混凝土采用低砂率、低坍落度，二是适当掺高效减水剂和高性能引气剂，三是适当掺加粉煤灰量，从而生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。

　　b、增配构造筋提高抗裂性能。设计时混凝土配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间。

　　C、在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。

　　d、在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。

　　e、避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

　　(2)、施工阶段措施

　　1)严格控制混凝土原材料质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少(1-1.5%以下)。

　　优选混凝土各种原材料。在条件许可情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%-83%，应选择线膨胀系数小、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。

　　2)控制混凝土的水灰比，减少混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减少剂。

　　3) 加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。

　　4)根据工程特点，充分利用混凝土后期强度，可以减少用水量，减少水化热和收缩。

　　5) 采用综合措施，控制混凝土初始温度。

　　6)混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上，混凝土的现场试块强度不低于C5。

　　7)适当掺加外加剂，如膨胀剂、高效减水剂、粉煤灰等。通过试验掺入适当的外加剂。如粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量比小，均可掺用在混凝土中使用。高效减水剂和引气剂复合使用对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用，也是混凝土向高性能化发展不可或缺的重要组分。

　　4、结论

　　裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此严格按规程、规范要求施工，严把质量关，防患于未来，尽可能地降低混凝土裂缝的出现;对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行预防及处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。