大体积钢筋混凝土防裂施工要点分析

摘要：本文通过对大体积混凝土产生裂缝的原因来进行分析，提出大体积钢筋混凝土裂缝的起因和类别，并且从原料、温度、施工方法、设计等方面来阐述大体积钢筋混凝土防裂施工的要点。

关键词：大体积钢筋混凝土 防裂施工 要点分析

中图分类号：TU375 文献标识码：A

随着城市建设的飞速发展，建筑物的高度也日益在增高，基础混凝土底板以及巨型梁柱的体积也在逐渐的加大。而其中的大体积钢筋混凝土，因其在施工阶段之中会产生和释放出水化热，从而引起混凝土结构的内外之间的温差过大，从而产生裂缝，而且该裂缝不仅会降低混凝土结构的承载能力，还会在一定程度上降低了混凝土的耐久性能，进而给建筑工程带来相当大的安全隐患。因此，在大体积钢筋混凝土的防裂方面，就显得更加的刻不容缓，同时这也是保证建筑物安全使用及工程质量的重中之重。

1、大体积混凝土

目前，大体积混凝土始终没有一个明确的定义，期间最为流行的定义主要有两种。第一种观点是美国混凝土学会(ACI)规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸一般都是比较大的，所以说，我们务必要求解决水化热及随之引发的体积变形问题，在最大限度上减小开裂”。第二种观点则是日本建筑学会标准(JASS5)规定：“结构断面的最小厚度应该是在80cm以上，同时外界气温与由于水化热所引起混凝土内部的最高温度之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土”。因此，综合以上的两种定义，我们完全可以看出来，大体积的混凝土并不是由绝对截面尺寸的大小来决定的，而是由是不是会产生水化热而引起温度收缩的应力来决定，但截面尺寸的大小又与水化热有关。

2、大体积钢筋混凝土产生裂缝的原因

2.1、温度突变

建筑工程中的大体积钢筋混凝土在浇注完成之后，由于突降大雨、冷空气侵袭等天气影响而使得表面温度的突降，也会使得在内外之间形成一个温度梯度，当该温度应力增大到一定程度的时候，就会导致其裂缝的产生；另外，当混凝土在浇注完成之后，因其表面容易受到太阳的暴晒，导致该部位的混凝土温度明显比其他的部位都高，从而使得其内部温度产生一个非线形的升高，使其在自身约束的作用之下形成过大的局部拉应力而最终导致裂缝的产生。

2.2、混凝土收缩

随着后期混凝土内自由水的蒸发以及初期混凝土大量水化热的逐渐散去，混凝土在不受外力的情况之下，会在硬结的过程中自行的产生收缩变形，而其内部的钢筋等约束则会有效地抵制这种收缩变形，从而使得在混凝土的内部产生了一定的拉应力，当拉应力超过了混凝土所容许的拉应力之时，则导致了裂缝的产生。

2.3、混凝土内外温差过大

混凝土在浇注的过程中以及在浇注完成之后，因其内部的水化过程之中，会释放出大量的水化热，初期是因为水化热聚集在混凝土内部难以散发出来，从而导致混凝土产生巨大的内外温差，并使得在混凝土的内部形成了极大的拉应力，而且当该拉应力超过了此龄期的混凝土所能容许的拉应力时，就会导致裂缝的产生。而且因其大体积钢筋混凝土通常只是在表面来配置钢筋，使得内外温差过大而产生的拉应力基本上全部都是有混凝土来承担的，则就会在一定程度上增加产生裂缝的可能性。

3、大体积钢筋混凝土防裂施工要点

3.1、采取科学、合理的温控措施

为了有效地保证大体积混凝土不会开裂，在优化混凝土配合比的基础之上，还必须得严格的控制其原材料的温度。我们在施工的过程之中，将混凝土的入仓温度，夏季就控制在26.5℃以上，冬季则是控制在23℃以下。值得注意的是，其采取一个科学、合理的浇筑方式，比如，采用分层分块的浇筑，并采取每层混凝土内部埋设散热水管的措施，当外部气温比较高的时候，采取覆盖喷淋养护的措施，气温比较低的时候，在各层混凝土的顶面等到终凝之后，再依据施工的情况来采取蓄水养护或是麻袋覆盖养护的内散外保措施，来防止因为内外温差过大而产生的温度应力所造成混凝土表面的开裂。在其过程之中，要定时的进行观测，例如，埋设电子应变计及测温元件，对于温度变化及应力的情况来进行一个随时的掌握，在左右锚室间的联结部分可以测定散热水管内水的温度，有效地掌握混凝土内部的温升情况。

目前的试验与施工生产的实践资料来说明，对于大体积锚块，砼内部最高温度控制在48℃以下，砼内部表面温度与平均温度差始终要控制在25℃以内，分层浇筑下、上层混凝土平均温度差控制在15℃内是可供使用参考的数据。底板、顶板及第一层腹板的温度可提高2℃，第二、三层腹板的温度可提高约3℃。锚块混凝土入泵温度控制标准可参考表1，箱基砼入泵温度可参照锚块入泵温度适当放宽控制；

3.2、选择合适的外掺剂

通过对高效减水剂UNF、SF-Ⅰ型高效缓凝剂进行一个比较试验，在施工中采用了掺入0.7%的SF-Ⅰ型的高效缓凝剂，使浇筑出的混凝土达到了不仅能够延时25～28 h的凝结，又减少了混凝土水化热的目的，试验的测试可以证明， 3 d水化热减少9.8%， 7d水化热减少7.7%，使热峰值降低2.6℃，并推迟了25h出现的结果，这对于保证施工质量和混凝土不会开裂具有十分重要的作用。在大体积混凝土的浇筑过程之中，保证混凝土的浇筑质量，不仅仅是要使浇筑上层混凝土时下层混凝土的不致初凝，又要延缓其混凝土内部温度峰值的出现，以便温降与温升都能均衡的进行。则正确的选择和使用外掺剂的性能和外掺剂类型的就显得更加的重要。

3.3、正确选用粉煤灰

正确选用粉煤灰，不但可以有效地减少水泥用量，降低其成本，而且还能降低混凝土的水化温升，同时能配制出利于泵送的混凝土，对施工来说相当的有利。粉煤灰中的玻璃体是与Ca(OH)2反应而产生胶凝性的，而粉煤灰的球形玻璃体是比较稳定的，表面又是相当的密致，所以就不容易水化，导致混凝土的温升随之也会受到一定的影响，对保证混凝土不开裂具有非常有利的作用。其中，粉煤灰中含有较多的SiO2，Al2O3，并与Ca(OH)2化合能力也比较强。

3.4、必须选择合适的水泥

为保证大体积混凝土不会开裂，首先就必须得严格的控制所组成混凝土的原材料，在水泥、水、石、砂、4种原材料之中，最为关键的就是采用符合相关规格的水泥。选用低热的水泥，例如硅酸盐水泥。硅酸盐水泥熟料中的4种矿物组成的主要特性见表2。

水泥中各种单矿物成分在水化之后，其抗压的强度和释放热量会随着龄期的增长如图1、图2示。C3S和C2S是水泥强度的主要来源， C3A强度不高， C4AF含量对抗折强度有利。

通过对比之后，我们从中不难发现，通常在施工之中选用的是低热425号硅酸盐水泥。从中我们完全可以看出，低热425号硅酸盐水泥中MgO的含量是比较高的，而同时这也是非常有利的，由于MgO能使水泥具有微膨胀性、延滞的性能，且其膨胀的持续时间一般都比较长，而产生膨胀的时间又可以与混凝土的内部降温基本上是同步的，所以在一定程度上就可以有效地补偿大体积钢筋混凝土的一个收缩的作用，因此就能够有效地阻止混凝土裂缝的产生。

综上所述，保证大体积混凝土不会开裂的施工技术是一项非常重要的技术性课题，还有许多需要通过理论和实践来进行分析。上述所提到的各种措施当然是有效的，但是要指出的是，在施工中必须要坚持科学试验和一个科学的态度，必须要做到因地制宜，艰巨不能生搬硬套。

参考文献

[1]支吉涛.浅析大体积钢筋混凝土的裂缝控制[J].中国城市经济，2011，17:320.

[2]程黛莱.大体积混凝土防裂施工技术措施的探讨[J].湖南交通科技，2002,02:62-63。84.