大体积混凝土建筑物裂缝控制分析

大体积混凝土建筑物裂缝控制分析

孙天木1,翟浩2

身份证号码：21021319920902201X

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　　摘要：本论文简要介绍了大体积混凝土工程的研究现状，通过实验，对大体积混凝土工程裂缝产生的几个主要原因进行了分析，其中包括：水泥水化热的影响、工程现场环境温度的影响以及因混凝土本身收缩造成的影响等。其次，对原材料的选择进行了分析，提出了在施工过程中，选择高效合理的施工方法和科学恰当的养护措施等对于整体工程裂缝的预防有着重要作用，以及针对大体积混凝土裂缝出现的修补总结出了有表层修补法、整体结构补强法、灌浆法以及填充法等修复办法。最后通过具体案例的分析，分析大体积混凝土工程的预防措施和效果。

　　关键词：大体积混凝土；裂缝；处理措施

　　1.大体积混凝土及其开裂机理分析

　　1.2大体积混凝土开裂机理分析

　　大体积混凝土结构在前期施工和后期使用的过程中经常会出现多种程度、多种形式的裂缝，出现裂缝的情况在全部工程中占比不小。裂缝主要是由于温度原因引起的温度裂缝、不均匀收缩引起的收缩裂缝和结构本身存在的结构裂缝等等。

　　1.2.1温度裂缝

　　大体积混凝土工程裂缝形成的原因相对于普通的混凝土工程来说要稍显复杂，影响其形成的因素也比较多，但是最主要的原因要归结为以下几点[5]：

　　（1）水泥的水化热

　　大体积混凝土工程在凝土浇筑和凝结硬化的过程中，由于体积巨大故所用水泥量较大，大量的水泥与水产生化学反应产生大量的热量，又由于工程体积较大，导致大量的热量聚集在混凝土中不能稳定的散发出来，因此会造成结构的整体温度升高，一般在70-120小时之间达到最高温度。由于温度变化较大会产生混凝土体积的膨胀及收缩，因此会受约束形成约束应力。由于混凝土材料导热性能不是特别好并且由于其处于浇筑初期因此混凝土整体强度不高，由于强度不够不能抵抗结构的形变因此出现温度裂缝。

　　（2）外界环境温度的变化

　　大体积混凝土工程主体结构在施工浇筑的过程中，会受到较大的外界环境因素的影响，当外界环境温度骤降时，混凝土整体工程的内部与外部会有较大的温度差，当然，这种恶劣的温度环境对整体结构很不利。混凝土内部温度包括浇筑时的温度，水化热的温度以及结构主体散热温度等各种温度的总和，由于结构具备内外温差，温度的差异会产生温度应力。又由于混凝土体积较大，因此不利于内部热量的散发，大体积混凝土结构内部的最高温度一般可达60-65℃[7]，因此，结构内外温度差异成为了造成结构应力的主要因素，所以，控制好温度就显得尤为重要。

　　（3）混凝土的收缩变形

　　在混凝土的拌和过程中，水泥硬化大概需要总体水量的五分之一左右，剩余的五分之四水分会被蒸发掉。混凝土水化过程中会产生体积变形，这种变形被称为“自身体积变形”。自身体积变形在形态上大多为收缩变形，只有少数体积会膨胀，造成结构自身结构的各种变形的原因主要取决于材料的性质。另外，由于混凝土调配不均匀等原因引起的多余水分蒸发所造成的结构体积干缩是造成结构干缩变形开裂的主要原因。

　　1.2.2收缩裂缝

　　塑性收缩是指混凝土在凝结硬化之前因表面失水速度较快而产生的体积收缩现象，塑性收缩裂缝多出现在环境干燥或者风大温度较高的情况下，通常裂缝中间较宽、两端较细，并且其不规则，长短不一，并且各条裂缝之间互不连贯。长度为2 0cm～ 30cm的为较短的裂缝，长度达2m ～ 3m的称为较长裂缝，通常，较长裂缝宽度大概为1 mm～ 5 m m ，这种裂缝产生的主要原因为：在混凝土完全凝结之前不具备强度或者强度很小的情况下结构整体受到外界高温或者空气极速流动的影响下，混凝土结构水分快速散发，这就造成了其内部的细小毛细通道中产生压力，这时，混凝土结构会急剧收缩。由于此时结构并不具备很大的强度，因此不能对其收缩提供有效的抵抗，从而出现小裂纹。当水灰比的数值很小，在0.35之下时，会导致结构整体的湿度下降很快，这种情况下结构自身收缩与干缩情况相当。但是当其在外界环境的影响下，通过与温度影响造成收缩现象的叠加放大了应力，因此在大体积混凝土工程施工中，結构的自身收缩情况成为了设计师们考虑的重要指标，往往要单独考虑，单独计算。当然，在一些表面积不算大但水灰比大的结构中需要考虑水化热引起的整体体积的变形，并且要尽最大限度避免结构出现开裂现象，并且应该考虑温度影响与自身形变情况叠加在一起的影响。

　　2.大体积混凝土裂缝的处理方法

　　若在工程施工前期不能有效控制各种情况的发生，或者结构后期的使用环境十分恶劣，这种情况极易使结构出现裂缝，如果出现了裂缝可以采取一些措施，使得结构得以正常工作。

　　2.1表面修补法

　　表面修补法大多适用于裂缝出现后稳定保持一段时间，没有进一步发展趋势，并且没有对结构造成较大的影响的裂缝的修补。这种处理方法较为简单直接，只需将水泥浆、或者环氧胶泥等物质涂抹在混凝土表面并且在最外侧涂上防腐材料等。

　　施工中常用造价较低同时施工较为容易的方法，因此表面喷涂法，结构增加整体面层，在结构外表面压抹环氧胶泥等方法容易实现因此被较多的采用。

　　2.1.1表面喷涂法

　　当结构存在较多碎小裂缝时，可以通过采用表面法来进行喷涂，通过喷射细混凝土，通过空压机的压力将水泥砂浆或细石混凝土喷射到受喷面上，以覆盖裂缝形成完整光滑的面层。对于要求做耐磨处理的面层来说，可以通过选用沥青涂料或者聚氨分子涂料等来进行喷涂，涂覆法经常用于结构或构件的局部损伤，或者较多碎小裂缝的情况，也可以通过与钢丝网片等合用来达到修复的目的。

　　2.1.2增加整体面层

　　若裂缝出现较多，这时通过简单的外加辅助构件修复效果不明显，则经常通过采用增加细石混凝土面层的方法来达到修复要求。这时经常通过在细石混凝土下覆盖一层较细的金属网片，并且最好采用喷射法将细石混凝土喷射到结构表面的金属网片上来达到修复较多裂缝的目的。

　　2.2填充法

　　填充法是指直接将具有扩张能力的软性材料填补到裂缝中，由于所采用的材料具有良好的扩张能力，因此能填补相对较宽的裂缝，这种方法由于可以直接填充所以具有施工简单，容易操作，造价低的特点。如果遇到宽度较小的裂缝，采用灌浆法不易达到良好施工效果的情况，可以采用人工开槽的方法，将填充材料注入到人为开好的槽中达到修补裂缝的目的。这种情况常用于裂缝较浅、宽度较细的情况，并且这种缝隙不会有水滴漏掉。如遇漏水裂缝则可采用表面贴补防水片等的方法进行修补。

　　3.总结

　　本文通过对大体积混凝土工程出现裂缝情况进行的研究表明，大体积混凝土工程中，在混凝土浇筑初期，水泥水化热的释放、混凝土结构本身的收缩、外界环境温度的影响以及拌合过程中各种因素的影响是造成裂缝产生的主要原因。因此，在工程中施工过程中通过工程材料的选取，注意混凝土集料的搭配以及掺和物的添加，并且制定合理的施工方案，最大限度的处理好工程混凝土浇筑后水化热的排放。对于减少裂缝的出现，确保大体积混凝土工程施工质量具有重要的作用。

　　参考文献

　　[1]尤莉.建筑工程质量事故的原因与对策[M].兰州大学，2009.

　　[2]单绿芝.建筑工程质量控制信息系统分析与设计[M].江南大学，2009.

　　[3]赵晨.施工企业安全生产保障体系的构建研究[J].东北林业大学，2011.