試論建筑工程大體積混凝土構件裂縫的原因

吳威1 梁華生2

1.東莞市富盛建筑工程有限公司 523000

2.中建力天集團有限公司東莞分公司 523000

摘要：隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，使得建筑材料發(fā)生了很多的變化，其中大體積混凝土就成為了建筑工程中非常重要的材料。大體積混凝土具有很好的整體性和可塑性，但是其容易出現裂縫，影響建筑物整體的穩(wěn)定性，因此為了防止大體積的混凝土的裂縫問題對建筑產生影響，需要對產生裂縫的原因進行分析，從而進行有針對性的解決。

關鍵詞：建筑工程；大體積混凝土；構建裂縫；原因；措施

在建筑中，評價一個建筑物是否安全首先需要評價其穩(wěn)定性和抗?jié)B透能力，在現階段的建筑工程材料使用中，大體積混凝土構建被廣泛的應用。其在發(fā)揮著結構堅實、可塑性、耐火性等優(yōu)勢的同時，也出現了容易產生裂縫的問題。大體積混凝土出現裂縫會直接影響到建筑工程的整體穩(wěn)定性，不僅會腐蝕其他的建筑材料，還會降低工程整體的穩(wěn)定性。本文分析了大體積混凝土結構的特點，分析了其產生裂縫的原因，從而提出了避免裂縫出現的措施。

一、建筑大體積混凝土結構的特點

大體積的混凝土結構指的是混凝土的最小斷層面在1m以上的結構，其混凝土的含量非常大，因此結構的強度高。大體積混凝土構件可以被澆筑成一個整體，整體性好，具有很多其他建筑材料所不可代替的優(yōu)點。其還可以根據建筑的要求澆筑成不同形狀和尺度的結構，因此具有很好的可塑性。相比較其他材料而言，大體積混凝土材料的費用比較低、耐火性好，因此大體積混凝土構件在建筑中得以廣泛的應用。但是其具有很多優(yōu)點的同時，缺點也是非常明顯的。比如在進行混凝土澆筑的時候，施工的程序比較復雜，再加上受到天氣的影響，會使得不同時間澆筑成的混凝土構件之間的連接性比較差。大體積混凝土構件中水泥的含量比較多，會受到溫差的影響導致整體結構的變形，其尺寸越大，受到的穩(wěn)定性約束力越小，因此一旦在施工中沒有得到很好的控制，就會產生裂縫，從而影響整個建筑工程的穩(wěn)定性。

二、大體積混凝土構件產生裂縫原因

（一）澆筑材料導致的裂縫

大體積混凝土構件是由很多建筑材料如水泥、混凝土、骨料等澆筑而成，其本身的材料結構就具有一定的復雜性，這些材料之間出現縫隙，就會給構件整體裂縫的出現埋下了一定的隱患。在利用構件材料進行工程施工的時候，如果振搗工作沒有做好，混凝土中的水分就會被骨料阻擋不會溢出，從而在骨料的周圍形成水囊。在大體積混凝土構件外部干燥以后，水囊就會在構件的深處形成裂縫。在構件成型干燥的時候，水泥中的水分蒸發(fā)，就會產生砼收縮，從而產生裂縫。澆筑材料對于裂縫的產生有著最為直接的影響，比如水泥的種類不同，骨料、集料的摻合比例等。水泥的種類，比如水化熱水泥、非正常凝結和非正常膨脹水泥等，不同的材料會使得混凝土中的內部結構應力不同，骨料的好壞決定了其粘合程度，而集料（混凝土氧化物、泌水等）會對構件的鋼筋產生不同的作用，因此在進行材料的選擇時，需要按照工程的施工要求進行嚴格的選擇，從而減少裂縫的產生。

（二）構件收縮導致的裂縫

大體積混凝土構件在收縮的作用下也會出現裂縫，比如干燥出現的裂縫、塑性收縮造成的裂縫和構件自身收縮造成的裂縫。大體積混凝土在澆筑完成后需要進行凝固，這個過程需要將成型的混凝土構件放置在一個比較干燥的地方，因此構件內部含有的水分會向外擴散，導致干燥變形，產生裂縫。在澆筑的時候，由于混凝土的溫度過高，水泥的活性比較大，導致構件的泌水功能減少，構件的水分不充足，使得構件的整體變得脆弱，受力不均。當整體結構的內外受力不穩(wěn)定的時候，構件的表面就會出現裂縫。

（三）溫度差導致的裂縫

大體積混凝土構件由于溫度差的影響，也會出現裂縫，一方面是內部的材料受到溫度差的影響出現裂縫，一方面是外界環(huán)境的溫度差造成構件整體出現的裂縫。大體積混凝土的成分中，水泥占據了重要的比重，在水化過程中，水凝會散發(fā)一定的熱量，使得混凝土的溫度升高。再者，大體積混凝土構件的斷層面比較厚實，水泥散發(fā)的熱量不容易擴散到外部，使得內部的溫度高于外部的溫度，隨著時間的增大，會使得內部發(fā)生降溫，造成一定的收縮，形成一定的拉應力。如果建筑物的強度小于這種拉應力，就會導致構件出現裂縫。構件由于外界溫度差造成的裂縫主要是澆筑的溫度不同。廣州地區(qū)夏季外界環(huán)境溫度高，使得混凝土結構的澆筑溫度也非常高，但是在冬季的時候，由于溫度驟降，使得構件的外部混凝土溫度與內部的結構溫度差變大，從而導致裂縫的出現。

（四）裂縫出現時的受力分析

裂縫出現的出現主要是由于構件受到不同力的作用，一個是外荷力，指的是建筑計算應力和其他附屬結構力的總和應力，一個是溫度應力。構件早期出現的裂縫，一般都不是應力作用導致，可以從溫度和材料收縮方面考慮原因。在混凝土凝固的初始階段，由于水化熱的作用使得混凝土的溫度增高，基礎部分由于受到基巖的作用無法變形，從而產生壓應力，但是這個時期的混凝土可塑性比較大，因此壓應力還比較低，但是在溫度下降之后，體積變小，混凝土除了有內部的壓應力，還會有外部的拉應力，當內外力的作用不平衡時（通常是拉應力大于壓應力），強度差就會導致裂縫的產生。

三、防止大體積混凝土結構出現裂縫的措施

（一）從整體考慮防止構件出現裂縫

從構件出現的原因分析上可以看出，材料結構不合理、溫度、設計、操作問題等都有可能導致裂縫的出現，因此在進行大體積混凝土構件的使用時，需要從整體分析產生裂縫的原因，從工程的設計期就對這些問題加以防范。比如在約束力的作用下導致的裂縫出現，可以在澆筑的時期預留適當的施工縫。充分考慮構件的截面設計，對于一些尺寸比較大的截面，要注意防止應力聚集造成裂縫的出現等。

（二）合理配置原材料比例

為了減少由于澆筑構件材料導致的裂縫出現，需要在澆筑之前合理的設計使用材料的比例。從相關的施工實踐上看，構件材料中水灰的比例與收縮作用有著非常大的關系，水灰的比例越大，收縮的作用力就會越大，從而增加裂縫出現的風險。當水灰比例過大時，會使得水泥中水份含量過多，干燥硬化之后，使得構件中含有的膠體變多，當膠體干燥的時候，就會出現收縮裂縫，因此要控制水泥中的水份含量。另外，澆筑中水泥的使用量也有著一定的關系，因此大體積混凝土構件與施工時裂縫出現的水量、水泥量都有著直接的關系，為了防止裂縫的出現，需要控制這兩者的使用量，從而提升整體的抗裂性。在進行水泥的選擇時，除了選擇粉煤灰水泥或者火山硅酸鹽水凝自后，還可以重點考慮選擇高貝利特水泥，這種水泥可以很大程度的降低混凝土的水熱化，從而提升混凝土凝固早期的抗壓強度。在骨料的選擇上，可以選擇一些拉伸度比較高的巖石，比如石灰?guī)r、花崗巖等，從而減少裂縫控制的難度。骨料的直徑不要過大，保證混凝土的抗拉伸力，細骨料要選擇中砂等。

（三）控制溫度

首先需要降低使用材料的溫度，可以采用水熱比較低的水泥，如礦渣水泥，并且在混凝土中參入一定量的粉煤灰，從而改善混凝土的可塑性，降低水泥的水化熱。在增加混凝土構可塑性的時候，還可以使用一些材料添加劑，如引氣劑、減水劑等，從而減少水泥中的水份含量，降低溫度差。為了減少外界溫度對于大體積混凝土外界溫度的影響，可以在不同的氣候中施工進行改建，在溫度比較高的天氣施工時可以在澆筑的時候進行陽光的遮蓋，或者淋水降溫處理。在冬季施工的時候，可以對構件進行覆蓋保溫，防止溫度驟降產生裂縫。

（四）提升澆筑操作的規(guī)范性

在進行構件的澆筑時，需要按照相關的要求規(guī)范的實施，從而有效的防止由于施工操作不當造成的裂縫問題。在施工攪拌的時候，可以改變材料投放的順序，先將水泥、砂土進行充分的攪拌后，投入石子進行攪拌，這樣就不會產生泌水作用，讓澆筑后的構件內部更加緊密，增加穩(wěn)定性。適當的對構件進行二次振搗，適度的振搗可以減少泌水作用產生了空隙，提升混凝土的凝聚力，從而減少大體積混凝土構件出現裂縫。

（五）增強構件的后期養(yǎng)護

在材料的使用后期對構件進行一定的科學養(yǎng)護也可以減少裂縫的出現。在工程的施工中，結構完成后需要進行拆模，這個時候需要在構件的外部覆蓋一層草簾，起到保濕的作用，防止構件凝固后出現裂縫。建筑鋼