浅谈大体积砼施工裂缝的成因和控制

摘要：笔者根据多年从业经验，重点阐述了大体积砼施工裂缝的成因。并针对成因提出了相应的控制措施。

关键词：大体积砼 裂缝 成因 控制

中图分类号：TV543文献标识码： A 文章编号：

随着社会建设的不断深入，建筑行业取得了长足的发展，施工技术日趋完善，大体积砼施工在现代土木工程中的应用越发广泛，然而实际施工过程中，虽然采取了各种防范处理措施，但仍无法避免裂缝的出现，不仅影响美观，而且往往影响到结构的整体性和耐久性。因此，必须分析大体积砼温度裂缝的产生原因，采取各种措施减少和控制温度裂缝的出现，以保证施工质量。

1 大体积砼施工裂缝的成因

笔者根据多年的从业经验，对当今大体积砼施工的裂缝进行分析可知，其成因主要有以下几种：①温度原因，就温差来说，由于温差较大引起的，砼结构在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使砼表面和内部温差较大，砼内部膨胀高于外部，此时砼表面将受到很大的拉应力，而砼的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。另一方面由于结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积砼浇筑在约束地基(例如桩基)上时，又没有采取特殊措施降低，放松或取消约束，或根本无法消除约束，易发生深进，直至贯穿的温度裂缝。②沉缩裂缝，当然砼沉缩裂缝在大体积砼(特别是泵送大流态砼)施工中也是非常多的。砼浇筑成型后，养护工作不到位，没有及时地进行表面履盖，表面水份散失过快，导致砼内部与外部不均匀收缩。其表面干收缩大干其内部千收缩值。由于此干缩快慢差而形成的砼表面拉应力，也是砼产生裂缝的重要原因。在施工中采用缓凝型泵送剂，延缓砼的凝结硬化速度，充分利用外加剂(特别是缓凝剂)的特性，适时增加抹加次数，消除表面裂缝，特别是初凝前的抹压，这种方法非常有效。

2大体积砼施工裂缝的控制

2.1原材料的选择，①水泥，关于水泥的选择，应该选用发热量低、初凝时间较长的水泥，如矿渣水泥。尽量降低砼中的水泥用量，从而减少水泥水化反应释放的热量，降低砼的温升，提高砼硬化后的体积稳定性。②集料，通过试验选择合理的砂、石级配，同时严格控制砂、石料的含泥量。石子的含泥量控制在1％以下，砂的含量在2％以下，这样既提高了砼的抗压强度，又可以减少水和水泥的用量。在配合比设计中，集料的体积含量对干缩的影响较大。当集料的体积含量由71％增加到74％时，在水灰比相同的情况下，砼的收缩可降低约20％。集料特性对砼的温度收缩变形也有较大影响，应选择热膨胀系数低的集料，因为砼的热膨胀系数与集料的膨胀系数有关，集料的膨胀系数低，则所配制砼的热膨胀系数也低，从而降低砼的温度收缩变形。不同集料的温度对砼的温度影响不一样。石子、砂、水的温度对砼的温度影响较大。当石子、砂、水的温度降低1℃时，一般砼的温度分别降低0．63℃、0．19℃、0．13℃左右。在配制较高强度(低水灰比)砼时，砼的抗压强度随着粗集料最大粒径的增大而降低。这一现象在水灰比越低时更为明显。当水灰比提高到一定值(低强度砼)时，粗集料的最大粒径对砼的最大强度则没有很大影响。因此，在配制高强度砼时不宜采用较大粒径的粗集料，一般采用最大粒径小于20mm的粗集料。国外有的学者甚至提出高强度砼粗集料最大粒径应小于12mm。③掺合料，为保证减少水泥用量后砼的强度和坍落度不受损失，可适度增加活性细掺料替代水泥。例如掺加适量的粉煤灰，减少水泥用量，达到降低水化热的目的，但掺量不能大于30％。用粉煤灰部分取代水泥时，由于粉煤灰中的火山灰反应速度比较慢，可使砼的热量释放率降低，延长砼热量释放时间，使温度峰值降低。因粉煤灰的火山灰反应消耗大量的Ca(OH)2，相对普通砼，其Ca(OH)2含量比较低。随着粉煤灰掺量的增加，粉煤灰砼的碳化速度也将增加，因此粉煤灰砼的抗碳化性能相对普通砼较差。为了改善粉煤灰砼的抗碳化性能，最为经济的措施是掺加石灰，当熟石灰掺量为10％时，抗碳化能力比未掺石灰时提高1倍以上。采用525#水泥的砼抗碳化性能比425#的效果要好。另外，随着砼细度的增加，砼的抗碳化能力也有比较大的提高。④外加剂，外加剂掺入水泥多是用来降低水泥发热量和延缓发热时间，这有利于减缓砼的温升过程；而且掺加外加剂可使砼密实性好，可有效地提高砼的抗碳化性能，减少碳化收缩。如掺加减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少砼泌水和收缩变形；掺加缓凝剂不但可以延缓水化热的释放速度、推迟温度峰值的出现并延长砼的凝结时间，还可以改善砼的和易性，减少水和水泥用量，从而降低水化热。但有些混合料可能延缓砼的强度发展或增大砼干缩性。在砼中掺人减水剂或引气剂后，和易性得到很大的改善，这有助于砼浇筑均匀和振动密实，从而提高砼的抗拉强度和抗裂性。但其品种和用量需通过试验确定。

2.2优化砼的施工过程

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l00一140mm，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。

大体积硷的浇筑应合理分段，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。

2.3加强砼的养护

在尽量减小砼内部温升的前提下，大体积砼的养护是一项关键工作，必须切实做好。养护主要是保持适宜的温度和湿度条件，保温的目的有两个，一是减小砼表面的热扩散，减小砼表面的温度梯度，防止产生表面裂缝，二是延长散热时间，充分发挥砼强度的潜力和材料松驰特性，使平均总温差对砼产生的拉应力小于砼的抗拉强度，防止产生贯穿性裂缝。潮湿养护的作用：一是刚浇筑不久的砼，尚处在凝固硬化阶段，水化的速度较快，适宜的潮湿条件可防止砼表面脱水而产生干缩裂缝，二是砼在保温(25～40℃)及潮湿条件下可使水泥的水化作用顺利进行，提高砼的极限拉伸和抗拉强度，使早期抗拉能力增长很快。

在施工过程中正确规定拆模时间对防止裂缝的开展关系较大，早期因水泥水化热使砼内部湿度很高，如过早拆模，砼表面温度较低，形成很陡的温度梯度，产生很大的拉应力，这对于早期强度低，极限拉伸小的砼处于不利的温度条件下，就极易形成裂缝。因此大体积砼除要求强度外，还必须防止内外温差太大而引起裂缝。

3 结语

综上所述，大体积砼结构的材料选择、施工技术与养护措施直接关系到结构的使用性能，若不能很好地了解大体积砼结构温度裂缝产生的原因以及相应施工措施，实际生产中就很难保证大体积砼的施工质量。虽然大体积砼很容易产生裂缝，但是大量科学研究以及成功的工程实例表明，只要在材料选择、施工工艺以及后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响，还是可以减少或避免危害结构安全的温度裂缝的产生。

参考文献

【1】吴自钦.浅析大体积混凝土防裂问题【J】．科技创新导报，2008，l1；20．

【2】林亦赏.浅谈大体积混凝土的施工技术【J】．科技创新导报，2008，06；37.