土木動工大面積混凝土裂縫緣由以及預防舉措

近年來，混凝土在土木工程建設中的地位日益重要，混凝土裂縫便成為了大家普遍關注的問題。盡管我們在施工中控制，采取各種措施，混凝土裂縫的問題還是時常出現。大體積混凝土的裂縫可以分為三種：即表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫。對于表面裂縫由于其對混凝土的結構應力、耐久性和安全影響不大，一般可不作處理。對深層裂縫和貫穿裂縫可以采取鑿除裂縫，用風鎬、風鉆或人工方法將裂縫鑿除，至裂縫消失，再在梯形鑿槽斷面上澆筑混凝土即可。

1混凝土裂縫形成的主要原因

首先溫度和濕度的變化是引起混凝土裂縫的主要原因。混凝土在硬化期間，水泥會放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力；在后期降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束叉會在混凝土內部出現拉應力；同時氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，便會出現裂縫，即混凝土裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。表面干縮形變受到內部混凝土的約束，往往也會導致裂縫。其次，混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有×104，長期加荷時的極限位伸變形也只有×104。由于原材料不均勻，水灰比不穩定及運輸和澆筑過程中的離析現象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現裂縫的薄弱部位。

在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝土的邊緣部位，如果結構內出現了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。

2大體積混凝土裂縫形成的主要防治措施

水泥的品種及用量選擇水泥釋放溫度的大小及速度取決于水泥內礦物成分的不同。水泥礦物中發熱速率最快和發熱量最大的是鋁酸三鈣，其他成分依次為硅酸三鈣、硅酸二鈣和鐵鋁酸四鈣。另外，水泥越細發熱速率越快，但是不影響最終發熱量。充分利用混凝土的后期強度，以減少水泥的用量。

控制溫度①減少混凝土中的水泥用量，改善骨料級配，優化混凝土配合比。在大體積混凝土中摻入一定量的粉煤灰，可以增加混凝土的密實度，提高抗滲能力，改善混凝土的工作度，降低最終收縮值，利用粉煤灰作混凝土的摻合料，降低大體積混凝土的水泥水化熱引起的內部溫升，提高混凝土的后期強度及其抗裂能力；②降低混凝土的澆筑溫度，拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻；③減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；④埋設水管，冷水降溫；⑤規定合理拆模時間，氣溫驟降時做好混凝土表面保溫措施，避免混凝土表面發生急劇溫度梯度；⑥在寒冷季節，對在施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，采取保溫措施。

改善約束條件合理分縫分塊，縮短混凝土分塊長度；避免基礎過大起伏；合理安排施工工序。

預防貫穿性裂縫的發生貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結構的斷面，可能會破壞結構的整體性和穩定性，其危害非常嚴重。貫穿裂縫出現后要恢復其結構的整體性十分困難，所以應注意防止貫穿裂縫的發生。

添加外加劑，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養護，防止表面干縮，防止開裂，提高混凝土的耐久性。混凝土中存在大量的毛細孔道，水蒸發后會使毛細管中產生張力，導致混凝土干縮變形。若增大毛細孔徑可降低表面張力，但會影響混凝土強度，這就是表面張力理論，早在六十年代就已在國際上被認可；水灰比也是影響混凝土收縮的重要因素之一，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25％；此外，水泥用量也嚴重影響了混凝土收縮率，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15％的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充，用減水防裂劑改善水泥漿稠度，控制混凝土泌水，以減少沉縮變形。混凝土緩凝時間適當，可以控制因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮。另外，減水防裂劑可有效地提高混凝土抗拉強度，大幅提高混凝土的抗裂性能；摻加外加劑一方面可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少混凝土的碳化收縮，另一方面在混凝土表面形成微膜，可減少水分蒸發，防止干燥收縮。

提高施工質量加強混凝土澆筑過程中的振搗控制，保證混凝土內部組織密實，達到提高混凝土極限拉伸值的目的。

混凝土養護混凝土養護的核心是防止混凝土早期表面失水，同時養護可以補充混凝土早期水化需要的水分，有助于水泥水化的進行。混凝土路面、橋面或地面施工，塑性收縮裂縫是長期困擾的問題。過去混凝土泌水量大，一般采用二次收漿，然后開始養護，防止塑性收縮裂縫。現代高性能混凝土基本沒有泌水，如果風大或溫度高，水分蒸發量大，混凝土表面很快就會出現裂縫，必須在終凝前再次抹面閉合裂縫。在工程實踐中，人們也一直在摸索如何更早地開始養護，得到很多成功經驗。

3結束語

綜上所述，大體積混凝土