大体积混凝土浇筑裂缝控制初探

摘 要：如何减少水化热导致的温度变化和防止裂缝的产生和发展是大体积混凝土浇筑施工中的一个重点、难点课题。文章分析了大体积混凝土裂缝产生的原因，提出裂缝控制的对策。

关键词：大体积混凝土；浇筑裂缝；控制对策

1前言

由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大，在温度和湿度变化的条件下，混凝土硬化并产生体积变形，且混凝土内各种材料变形不一致，互相约束而产生初始应力，造成在骨料与水泥粘结面或水泥本身之间出现肉眼看不见的微细裂缝。这种微细裂缝的分布是不规则的，且不连贯，但在荷载作用下或进一步产生温差、干缩的情况下，裂缝开始扩展，并逐渐互相串通，从而出现较大的肉眼可见的裂缝。本文结合工程实际，对如何控制大体积混凝土裂缝提出了一点见解。

2大体积混凝土裂缝产生的原因

2．1水泥水化

热水泥在水化过程中要产生大量的热量，是大体积混凝土内部热量的主要来源，由于大体积混凝土内部热量不易散失，内外温差过大时，就会产生温度应力，若温度应力大于混凝土的抗拉强度，就会产生温度裂缝，这是大体积混凝土产生裂缝的主要原因。

2．2约束条件

大体积混凝土与地基浇在一起，早期混凝土温度上升时，混凝土膨胀受到地基约束会产生压应力，当后期温度下降时，混凝土收缩受到地基的约束便会产生拉应力，由于混凝土的抗压性能优于抗拉性能，所以在受压时一般不会出现裂缝，而在受拉时，当拉__应力大于混凝土的抗拉强度时，就会在混凝土中出现垂直的裂缝。

2．3外界气温变化

大体积混凝土在施工期间，外界温度变化对混凝土的开裂有较大影响，大体积混凝土内部温度取决于浇筑温度、水泥水化温度和散热温度，当外界温度骤然变化(特别是骤然下降)时，就会迅速增加大体积混凝土内外温差，产生较大的温度应力，造成大体积混凝土出现裂缝。

2．4混凝土的收缩变形

混凝土的拌合水中，只有约20％是水泥水化所需要的，其余80％都被蒸发，这部分水的蒸发是引起混凝土收缩的主要原因之一，当收缩变形受到约束时，就会因收缩应力而产生收缩裂缝。

3裂缝控制的对策

3.1 构造设计方面

(1)采用中热或中低热水泥,其混凝土早期强度较低,后期强度也低。建议在设计中考虑采用后期强度(60 d)作为设计值,以减少混凝土单方用灰量,从而降低水化热。(2) 尽量避免结构断面突变带来应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。增配构造筋提高抗裂性能 配筋宜采用小直径、小间距。 (3) 设置后浇带, 降低每次浇筑的蓄热量。在进行结构设计时, 可在适当位置设置后浇带,将大体积混凝土分成若干块浇筑, 在施工后期再将分块的混凝土连成一个整体, 这样既可以降低每次浇筑的蓄热量,又可以放松约束程度。( 4) 设置滑动缓冲层, 以消除嵌固, 减少约束。

3.2 原材料和混凝土施工配合比优化

大体积混凝土一般都是采用商品砼和泵送工艺浇筑，泵送商品砼对原材料的技术指标要求很高。因此，首先砼的生产设备的稳定运行和计量的精确应得到有效保障，组成砼的所有材料应符合规范标准的要求，以确保砼的质量。

(1)水泥。大体积混凝土结构引起裂缝的主要因素是水化热大量的积聚，使混凝土出现早期升温，后期降温现象。因此要降低水泥水化热的温度。应根据大体积混凝土的特点，既要注意水泥的水化热，又要注意水泥的收缩作用，选用低水化热、低收缩的水泥，如抗硫酸盐水泥、粉煤灰水泥、矿渣水泥，而不要采用早强型水泥。应选用水化热较低，后期强度高，质量稳定的水泥。同时减少水泥用量是减少水泥水化热和降低内外温差的重要办法。实践表明，如果充分利用混凝土的后期强度，则可使每m3混凝土的水泥用量减少40―70kg左右，混凝土温度相应降低4℃―7℃，因此应将水泥用量控制在450 kg/ m3以下。

(2)细集料。宜采用级配良好的中粗砂。根据工程实际经验细度模数宜控制在2.4―2.8之间。

(3)粗集料。配制大体积混凝土，应选用细度模数在2.7~3.1之间的含泥量最低的中粗砂，砂率最佳值为0.33，以合理粗细骨料的比例，砂率过高意味着细骨料多，粗骨料少，增加了收缩，对抗裂不利。碎石应采用连续级配、良好粒级的弹性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率应尽可能小一些，以利于降低收缩。

3.3 采用切实可行的混凝土浇筑方案

为保证混凝土浇筑质量，根据大体积混凝土泵送时自然的特点，一般采用“分段定点，一个坡度，层层浇筑，一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间歇时间不超过混凝土初凝时间，确保各浇筑界面处的结合。

砼的抗拉强度远小于抗压强度，这是砼容易开裂的内在因素。普通砼极限拉伸离散性很大，因此在施工中必须创造条件，确保砼均匀密实。砼坍落度各车不要有大的差异，浇筑基础时坍落度可控制在100~140mm，坍落度大时会使表面钢筋下部产生水分，或表层钢筋上部的砼产生细小裂缝。为防止这种裂缝，在砼初凝前和砼预沉后采取二次抹面压实措施。砼浇灌时，搅拌车在卸料前，要求高速运转一分钟，确保进入泵车受料斗的砼质量均匀。

大体积混凝土的浇筑应合理分段，分层进行，使砼高度均匀上升，砼浇筑应连续进行，间歇时间不能过长，在前层砼初凝前必须把后层砼浇上。浇筑应在室外气温较低时进行，砼浇筑气温不宜超过28℃，在炎热的气候条件下应采取降温措施。

在浇筑砼过程中，应严格按照施工组织设计的施工线路实施浇筑。禁止闲散人员在钢筋上部停留。浇筑施工人员不应在钢筋上部无序走动。采用双层钢筋网时，在上下层钢筋网片之间应设置足够的支撑用钢筋撑脚，以保证钢筋位置正确。在浇筑线路上，铺设临时操作脚手板。所有浇筑人员的工作原则上均应在脚手板上完成，以减少对钢筋网的踩踏次数。临时脚手板随浇筑区域的转移而移动。

2.4 混凝土养护

为防止混凝土内外温差过大，混凝土的养护应根据当时的施工情况和环境气温采取相应的措施。夏季混凝土的养护可采用蓄水法，或覆盖草帘、塑料膜、水膜等方法。冬季混凝土的养护可采用“夹心式”保温措施，即一层塑料薄膜+两层草垫+一层塑料薄膜，同时用塑料薄膜加草垫密封混凝土侧模，可用跳板或彩条布围实保温。养护期间应随时向草垫中添加热水以保证一定温湿度，夜间低温期间可以用碘钨灯升温。如果施工现场环境温度比较极端的话，可采用在内部布置预埋循环冷却水管或贯通块体的大口径垂直换热水管等方法进行降温。

5 结语

总之,大体积混凝土裂缝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。因此，大体积混凝土施工要做到优化配合比，选用良好级配的骨料，严格控制砂石质量，降低水灰比，以降低砼最高温升，降低砼所受的拉应力。同时，要加强施工现场的管理。砼浇筑后，应尽快回填土，加以养护。1)原材料的质量和混凝土的拌制质量。大体积混凝土中的水泥水化后使混凝土内部产生较高温度，在混凝土外表和内部之间形成温度差，从而使混凝土容易出现温度裂缝，进而影响混凝土的性能。对采用的原材料进行合理选择；对混凝土的配合比进行精心设计；对混凝土拌合物进行严格控制，可以降低不利因素的影响，属于事前采取措施避免出现裂缝。2)混凝土浇筑过程的控制。应结合工程的实际特点，重点对混凝土的坍落度、浇筑顺序、振捣方式、分层浇筑厚度等进行控制。3)混凝土的测温和信息化养护。要进行适当的温度测定，根据温度场的变化情况来改变养护条件，实施信息化养护，确保混凝土最终质量的形成。

参考文献：

[1]李广锋,赵丽梅,谢彦良.混凝土裂缝产生的原因及控制措施.科技致富向，2010，（11）.

[2]宋岩丽.大体积混凝土裂缝的原因及控制措施.山西建筑， 2011，（4）.