谈大体积混凝土施工裂缝产生的常见问题及控制

摘要：根据大体积混凝土的特性， 采用了合理的措施使混凝土的外约束力降低、经过科学的方法对混凝土的配合比进行了优化试验，对混凝土做好了其养护的工作，并按照施工的要求对大体积混凝土认真地进行组织施工，监测与控制好混凝土的浇筑温度， 对大体积混凝土施工裂缝的产生采取了一些切实有效的措施。

【关键词】：大体积；混凝土；常见问题；施工裂缝；控制措施

前言

在目前的建筑工程中来看大体积混凝土的应用越来越广泛，还占有十分重要的地位，并且在建筑工程里越来越重要的一个研究就是大体积混凝土施工裂缝的产生以及如何防止的课题。为了有效地防止大体积混凝土裂缝的产生，并确保工程最后的质量，本文主要对裂缝产生的原因进行分析，制定出一些科学、合理的控制措施，结合实际的工程来进行灵活的操作。

1、大体积混凝土施工裂缝产生的原因

由于大体积混凝土的水泥用量大以及截面大， 当水泥在水化时释放的水化热就会产生温度变化， 由此产生裂缝的主要原因是形成的温度应力所导致，我们将这种裂缝分为了两种：

第一种是在混凝土浇筑的初期， 因为水泥水化时产生出了大量的水化热， 使得混凝土的温度上升得很快， 虽然混凝土的表面散热条件比较好，热量可以向着大气散发出去，所以温度只有较少的上升； 但是在混凝土的内部，由于内部的散热条件比较差，散发出去的热量少，其温度有较多的上升， 从而在内部形成了温度梯度，造成内约束，导致混凝土的内部产生了一个压应力，而在面层上产生了一个拉应力， 当混凝土的抗拉强度无法承受层面给它的拉应力时，在混凝土的表面就会有裂缝产生。

第二种是在浇筑混凝土后数天， 水泥产生的水化已经热基释放， 从最高温度开始混凝土逐步降温，降温时混凝土中多余的水分被碳化、蒸发等原因，导致混凝土的体积变形收缩， 在结构边界与地基的约束条件下（即外约束），无法自由的变形，从而导致温度应力（即拉应力）的产生，若这个温度应力比混凝土的抗拉强度大的时候，就会使得混凝土从约束面开始向上开裂。

2、大体积混凝土施工裂缝的控制措施

2.1、优化大体积混凝土配合比设计

减少混凝土的沉降收缩、降低混凝土温升的最有效措施就是对混凝土配合比进行优化设计，具体可用以下几种方法来实现：

2.1.1选用适宜品种的水泥

在水泥选择上大体积混凝土最好选用那些水化热不集中、水化热低的水泥品种。在允许的条件下应该优先选用粉煤灰水泥、复合水泥、矿渣水泥或火山灰水泥。

水泥中水化热的集中程度、水化热的大小和水泥的细度、水泥中熟料的组份以及颗粒分布的情况有这十分密切的关系。因为水泥的比表面积越大，水泥的放热量就越集中，水化的速度也就越快，十分容易产生比较大、较为严重的裂缝。在水泥熟料中硅酸二钙（C2SI）的水化热大，水化的速度较快；铝酸三钙（C3A）的水化热为最大，水化的速度是最快的。

2.1.2增加粉煤灰掺量， 使用高效减水剂

掺加一些粉煤灰在混凝土中不仅可以使得混凝土减少或避免沁水的现象发生，也有利于处理混凝土的表面具有较好的可泵性、和易性、抗离析性和抗渗性，而且还对混凝土的强度有了较大的贡献特别是在后期的强度上。

2.1.3掺入有微膨胀组份的外加剂

掺加微膨胀剂在混凝土中， 在混凝土的收缩上进行了一部分的补偿， 从而对温差的限制有所放宽。 以UEA为例，把百分之十到百分之十二的微膨胀剂掺入到水泥中，可以制成补偿收缩混凝土，其限制的膨胀率大约为百分之零点零二至 百分之零点零四左右，在邻位与钢筋的约束下，在混凝土中可以产生一个0.2MPa到 0.7MPa 的预应力， 使得混凝土在硬化的过程中所产生的收缩拉应力可以被这一预应力大致抵消， 使结构控制在一个无害裂缝或不裂的范围内。

2.1.4增加混凝土中粗骨料的用量

增加混凝土中骨料的用量，尤其是粗骨料的用量是防止裂缝产生又一有效的措施，相当于给混凝土增加了骨架。骨料的用量越多，胶凝材料的用量就会越少，从而降低了胶凝材料产生的水化热。

2.2、设计合理的养护措施

在养护环境的湿度上进行提高，避免了混凝土由于表面的干裂所产生塑性的收缩。而且在养护环境的温度上做一些适当的提高，有利于缓解降温速度、减少内外温差，从而减少温度应力，有利于增加混凝土的强度和对松弛应力发挥作用，尽量的避免了混凝土在早期抗拉的强度还不够高时产生裂缝。

2.3、改善约束条件

改善混凝土的内外约束可以在构造设计的方面上采取一些必要的措施，有利于对大体积混凝土裂缝的产生进行预防。

2.3.1增设后浇带

如果混凝土结构的尺寸偏大的时候，为了减小大体积混凝土的外约束应力可在其中增设后浇带，。

2.3.2设置滑移层和缓冲层

设置缓冲层在混凝土基础的一些部位上，可以对地基的约束作用有了减少，而且缓解了地基对基础在收缩时的侧压力。

2.4、其他施工措施

为了减少大体积混凝土施工裂缝的产生，可采取一些有效可行的技术措施在混凝土的浇筑施工的过程中：

2.4.1降低混凝土浇筑温度

施工中可以降低骨料和水的温度来使得混凝土的浇筑温度降低，甚至有时可以用含有冰块的水对混凝土进行搅拌，这种方法对降低混凝土的温度是一种有效的措施。

2.4.2采用二次振捣工艺

二次振捣可以减少混凝土在水平钢筋下部，粗骨料产生与空隙中的沁水量， 使得钢筋与混凝土之间的握裹力有所提高，增加了混凝土的密实度，从而提高了抗裂性，有效地防止了混凝土在沉降收缩时产生的裂缝并且也减少了内部微裂缝的产生。

2.4.3薄层浇筑

为了增加混凝土的散热性能，来降低混凝土的温升，可以在浇筑的时候采用薄层浇筑的办法。

2.4.4在混凝土表面撒石子

由于大体积混凝土的表面上有比较厚的水泥浆， 可以均匀的在表面上撒上一层薄薄的小石子在混凝土浇筑后，并用长刮尺刮平在浇筑后的4小时到8小时内，初凝前可以用铁滚对其进行碾压，之后用木抹子再进行搓平压实，以防止混凝土表面产生裂缝。

2.4.5投石法

在设计允许的条件下可投入百分之十五到半分之二十的洁净块石在大体积混凝土中，减少了整个混凝土构件中水泥的含量，并有效地减少了混凝土的温升。在投块石时注意要严格地按照混凝土的流淌坡度进行分层填，且同层的间距至少大约在200毫米以上，从而使石块在混凝土内层均匀的分布。

2.4.6在混凝土中埋设水管冷却混凝土

埋设水管在混凝土浇筑后的大体积混凝土中，往水管中注入温度比较低的水（ 一般使用的是循环水） 将混凝土中的热量带走， 从而使混凝土内部得温度有所降低。此种方法对体积较大的混凝土，特别是超大体积的混凝土内外温差与温升的降低十分有效， 但一般的情况下基本不采用这种方法，因为其成本比较高，而且实际的操作也十分的复杂。

3结束语：

综合上述，通过对大体积混凝土施工裂缝产生的常见问题以及原因进行了深入的分析，提出了大体积混凝土施工产生裂缝的防止措施，并且在实际的施工中取得了显著的效果，为今后大体积混凝土施工的防裂方面提供了参考实例。

参考文献：

[1] 张.刘斌.贺拴海.白剑.桥梁大体积混凝土温度控制与防裂【J】.长安大学学报（自然科学版）. 2006（03）；

[2] 苗春.汤俊.缪小星.冯华君.C40 大体积混凝土配合比设计及工程应用【J】.西安建筑科技大学学报（自然科学版）.2007（02）；

[3] 杨和礼.基础大体积混凝土裂缝的控制【J】.武汉大学学报（工学版）.2007（S1）.

收稿日期：2013年08月02日