大体积混凝土施工及裂缝防治工作

[摘 要]大体积混凝土结构施工是一个系统工程。其结构裂缝防治也是一门科学，对大体积混凝土裂缝进行有效防治已成为工程界普遍关注的课题，必须从设计、材料、施工等方面加以综合解决。但由于大体积混凝土应用条件的多样性和混凝土自身的复杂性，其开裂问题还将存在。本文从大体积混凝土施工特性、裂缝的产生原因和裂缝的预防措施三方面进行了分析。

[关键词]大体积；混凝土；施工；裂缝防治；

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0169-01

一、水利工程大体积混凝土施工特性

1.1 大体积混凝土的温度变化特点

混凝土在刚刚凝结硬化的过程中，能够释放出很多物理上的水化热。并且水泥温度变化的基本趋势是：在刚开始凝结的时候，会表现出较快的放热速度，而之后就会放慢速度。普通水泥在刚开始的时间段放出的总热量占总水化热的一半以上。大体积混凝土温度变化一般经历升温期、冷却期和稳定期三个时期。混凝土在凝结硬化过程中，具有很差的导热性能，而温度升高的也比较快，温度降低的反而会很慢，因此容易导致较大的温度差梯度。

1.2 混凝土施工环境的注意事项

地面上方的水利工程建筑很容易受到阳光与风的影响，从而使得建筑本身的温度发生一定变化。而地下施工修筑的时候很少能够受到阳光和风雨的影响，温度变化不太明显，与此同时处在地下面的水利工程建筑通常拥有非常狭小的空间，昼夜间的温度差额比较小，对混凝土本身会产生很小的变化[1]。土壤本身拥有很差的导热性，需要很长的时间才能将混凝土本身的温度消散掉，而在这个温度变化过程中，温度应力不会对混凝土产生影响，从而导致裂缝的产生。因此，在对大体积钢筋混凝土进行施工建设的时候，一定要考虑施工前后温度对混凝土的影响作用。

二、大体积混凝土裂缝的产生原因

2.1 温度裂缝

水泥在水化过程中会释放大量的水化热量，由于大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，混凝土在一次性整体浇筑时，水泥因水化产生的热量聚集在内部不易散发出去，这就致使混凝土内部温度会显著升高，而其表面散热相对于内部较快的多，所以会形成较大的内、外部温度差，从而使混凝土内部产生压应力，其表面相应产生拉应力。而此时，由于混凝土的龄期较短，其表面抗拉强度值较低，当表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，就会在混凝土表面产生裂缝。

2.2 材料裂缝

一般表现为表面龟裂，主要是因为使用水化热较大的水泥或不合格的骨料而引起的。施工设施材料型裂缝，这种裂缝的产生并不是由外界受力变化引起的，而是由于温度应力和混凝土的收缩产生的。混凝土早期裂缝的生成，一般不是直接作用（结构荷载和施工荷载）的结果，大部分可归结为温度变形和收缩变形等间接作用的效应[2]。

三、大体积混凝土裂缝的预防措施

3.1 设计方面

（1）80年代以来，在全国的各大城市和地区相继建造了一大批水利工程建筑。这些本身或基础一般都设计为大体积混凝土，而且为了保证整体结构安全，混凝土的设计强度等级也有日趋增高之势，这就不可避免的导致混凝土之中水泥用量过大，造

成混凝土的水化热过高，内外温差过大，温度应力易超过混凝土的极限抗拉强度即产生开裂，因此在设计上保证结构安全的前提下，要避免“强度越高越好”的倾向[3]。

（2）在设计中应合理设置后浇带或采用改善约束条件，如在混凝土基础与岩石、混凝土与垫层之间的设置滑动层；在垂直面、键槽部位设置缓冲层用以消除嵌固作用，释放约束应力进而减少混凝土的开裂。

3.2 材料措施

（1）选择水泥：由于混凝土内部的热量主要来自于水泥在水化过程中产生的水化热，因此在选择水泥时应优先选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥或中低热的硅酸盐水泥并且控制其用量。

（2）选择骨料：我们知道，除了水灰比、水泥的细度对混凝土的收缩有直接的影响外，骨料的粗细程度对混凝土自身的收缩也有一定的影响，而骨料越细收缩程度越大，且发生收缩的时间越长，因此在选择混凝土的骨料时应尽量选用大的骨料，并尽可能多用骨料以减少干缩，如粗骨料选用5～35mm粒径的碎石或卵石，砂料尽量选用中砂或粗砂，并严格控制砂、石的含泥量[4]。

（3）选择外加剂和添加剂：在保证混凝土强度的前提下，目前我国主要选择使用粉煤灰作为添加剂并适量掺入缓凝型减水剂，在添加粉煤灰后，可部分替代混凝土中的水泥，从而相应降低水泥用量，降低水化热及混凝土的温度，同时可以提高混凝土的和易性和耐久性，而缓凝型高效减水剂可以减少单位混凝土中的用水量，减低水化热，改善混凝土的工作性并提高抗裂性、防水性和整体强度。

3.3 加强养护工作

在混凝土的施工过程中，有一项十分重要的工作就是要加强大体积混凝土的养护。对混凝土进行养护的主要目的就是为了使混凝土能够保持适宜的温度和湿度，并且使得这个温差不是太大，从而增强混凝土本身的强度，减少发生裂缝的可能性。

（1）表面处理。在进行混凝土浇筑的时候，会出现较厚程度的水泥浆，因而容易导致泌水现象的发生，为了预防这种情况的发生，在混凝土浇筑后期要实施一定的防护步骤，初凝前应按标高用长尺初步刮平，赶走平面泌水，然后用铁滚筒碾压数遍，木楔分两次拍实抹平；

（2）保温养护。通过对很多施工工作中应用的大体积混凝土的施工总结可以得知，想要做好混凝土的保温工作，要做到以下两点措施：一是减少混凝土表面的热扩散，使其表面的温度差额变小，避免出现较大的温差幅度，预防表面裂缝的发生；二是延长散热时间，混凝土在刚刚施工的时候，拥有较强的强度和一定的松弛性，这时要抓住这个时机来促使温度差的拉力小于其本身的抗拉强度，从而预防裂缝的产生。在混凝土浇筑完毕初凝后终凝前，可以通过在表层覆盖一层塑料薄膜来保持混凝土本身的温度。

3.4 混凝土测温

对混凝土进行温度监测和控制可以进一步掌控大体积混凝土的温度变化规律，能够掌握各种材料在各种条件下的湿度变化。混凝土温控指标包括下面三点内容：a.对混凝土进行浇筑的时候，一定要控制好里外的温差变化，最好不要超过25℃；b.混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d；c.混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。在测量混凝土温度的时候，一定要使其符合指标规定的数值，当出现差额时，要及时给予温度的调控，防止裂缝的发生。

四、结束语

大体积混凝土施工中的裂缝控制是一个系统工程，不仅需要先进的科技作为支撑，还要在施工的过程中综合考虑影响混凝土裂缝的各种因素，要及时进行监督控制和完善，保证经济合理的前提下，确保工程建设的质量和效益。同时，还要综合设计、施工、材料等各个方面的原因来对可能出现的混凝土裂缝进行控制。

参考文献

[1]王志兵.浅析大体积混凝土施工质量控制措施[J]. 江西建材，2014，（1）.

[2]马志辉.对于大体积混凝土施工技术的研究[J]. 中国建筑金属结构，2013，（24）.

[3]刘升森.大体积混凝土施工技术与质量控制措施[J]. 商品混凝土，2013，（12）.

[4]张晓慧.浅谈高层建筑大体积混凝土施工质量控制措施[J]. 科技信息，2013，（4）.