大体积混凝土裂缝控制的要点

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摘要：随着我国城市化建设进程的快速推进，建筑行业迅猛发展，各种高层、超高层和大型水坝等工程建设项目也日益增多，大体积混凝土施工也就越来越多地出现在工程施工当中。文中主要讲述了如何掌握控制和减少大体积混凝土所产生裂缝的方法和手段。

关键词：大体积混凝土；裂缝；控制

中图分类号：TV331文献标识码： A

引言

在控制大体积混凝土温度裂缝时既要控制混凝土的内外温差又要防止混凝土表面温度的突然变化。重视温度监测，实际施工中应随时监测混凝土内部温度和内外温差的变化趋势，并据此来调整温控措施，确保混凝土不开裂。影响大体积混凝土开裂的因素很多，应从造成裂缝的各种原因着手，采取全面防治措施，并根据工程具体情况确定防裂重点。

一、裂缝形成的原因分析

1、混凝土的收缩

混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形，受到外部约束时（支承条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在硬化初期主要是水泥在石化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是内部自由水分蒸发而引起干缩变形。

2、约束条件

结构在变形时，会受到一定的抑制而阻碍变形，这种抑制即为“约束”。大体积钢筋混凝土与地基浇筑在一起，因为混凝土浇筑后处于升温时，混凝土内部温度高，其膨胀受到边上钢筋和模板的限制，从而使混凝土浇筑结构物的实际膨胀远小于处在自由状态下的热膨胀量，这样，在降温过程中混凝土的收缩也必然大大减少。由于混凝土弹性模量小，徐变和应力松弛度大，使混凝土与地基连接不牢固，因而压应力较小。当温度下降时，产生较大的拉应力，若超过混凝土的抗拉强度，混凝土就会出现垂直裂缝。

3、材料原因

材料原因造成的大体积混凝土裂缝体现在以下几个方面：其一，各别材料质量不合格。混凝土是由多种材料混合在一起拌和而成的，其中若某种材料质量不合格会导致混凝土浇筑后出现裂缝；其二，粗集料或细集料中的泥含量过高，容易引起混凝土收缩增大，从而造成混凝土开裂，级配不当也会使混凝土开裂；其三，外加剂选择不当或剂量过多、过少，都会影响混凝土的拌和质量，致使混凝土过早收缩，引起开裂；其四，水泥原因。水泥是混凝土拌和时的主要材料之一，一般的工程中采用的都是硅酸盐水泥，若水泥的等级和早强过高，会增大混凝土设计强度，当混凝土脆性过大时，易出现开裂。

4、外界气温变化

大体积混凝土在施工期间，外界气温的变化对大体积混凝土开裂有重大影响。混凝土内部温度是有浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和混凝土的散热温度三者的叠加。外界的温度越高，混凝土浇筑温度越高，外界温度下降，尤其是骤降，大大增加其外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，产生温度应力，造成大体积混凝土出现裂缝。

二、大体积混凝土裂缝的危害

不论是贯穿裂缝还是非贯穿性裂缝，都会破坏结构的整体性、耐久性和防水性，影响建筑物的正常使用。贯穿性裂缝，地下室底板将引起底板渗水，渗透水锈蚀钢筋，降低结构强度，影响结构安全度及使用功能，这种裂缝是致命的；表层产生浅层及深层的温差收缩裂缝，虽然是非贯穿性裂缝，不影响结构安全度，但也会影响使用年限，必须加以处理采取补救措施。同时对这些裂缝的修补目前主要还是就缝补缝，难以达到满意的效果，费用也相当昂贵。

三、控制大体积混凝土裂缝的措施

1、大体积混凝土配合比设计

1.1原材料选用

由于水泥的用量直接影响着水化热的多少，大体积混凝土应选用水化热较低的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等，并尽可能减少水泥用量。细骨料宜采用2区中砂，因为使用中砂比用细砂可减少水及水泥的用量。在可泵送情况下粗骨料，选用粒径5―20 mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。使用掺合料，应用添加粉煤灰技术。在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度，推移温升峰值出现时间。

1.2外加剂的使用

采用减水剂，如缓凝高效减水剂；采用膨胀剂，如广泛使用u型膨胀剂无水硫铝酸钙或硫酸铝。试验表明，在混凝土添加了膨胀剂之后混凝土内部产生的膨胀应力，可以抵消一部分混凝土的收缩应力，这样，相应地提高混凝土抗裂强度。

2、控制混凝土入模温度

混凝土的入模温度是原材料温度+搅拌升温+泵送管内摩擦升温的总和。也可以控制施工环境温度，采取降温设备辅助降温，比如吹风机、冷却水管设备。控制摩擦升温是：用棉毡包裹泵管，防治太阳直射，不断冷水冲洗降温。对原材料控制是：搅拌站对原材料加以覆盖，防治蓄热，采用地下水，降低搅拌升温。这样力求把入模温度控制在理想的范围。

3、对大体积混凝土内部温升设法控制

采用循环式降温水管系统，控制温升和降温速度：根据施工经验，厚度2米以内的混凝土设置间隔60cm，直径DN50的冷水管，根据基础结构的形状，结合浇筑的速度，科学地划分单位，每个单元的进出水管均匀安装温度计和控制阀。各个单元有单独的换热水箱，换热水箱用于调节循环水温度，循环水为水泵强制循环。保证内部温度控制在25摄氏度以内，同时也比较合理地控制了混凝土内部温升峰值以后的降温速度。成功地控制了大体积混凝土因温差过大和降温速度过大引起的裂缝。

4、采用切实可行的施工工艺

根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收缩裂缝。3.严格控制混凝土入模温度 大体积混凝土最好选在春秋季施工，以降低入模温度，既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模温度，再者浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接暴晒。施工过程中应对碎石洒水降温，保证水泥库通风良好，自来水可预先放入地下蓄水池中降温。

5、延时复振，三遍抹压，清除塌陷裂缝

大体积混凝土的浇筑厚度一般都比较大，由于泵送混凝土的坍落度大，振实后的混凝土在初凝前由于自重的沉实，会在混凝土表面的钢筋网下面形成水气凝聚，同时在混凝土自身的沉降过程中，混凝土拌合物又会受到钢筋的阻滞，此时混凝土的重力会自动压迫混凝土中的气体向外排出，这样到了混凝土初凝时，混凝土表面又会形成不平整现象。因此混凝土初凝前，用平板振捣器进行两次复振，复振后再分三遍用木抹搓平压实，这种做法可以使混凝土表面进一步平整密实，同时也可以消除已经产生的塑性裂缝。

6、做好后期养护工作

采取严密覆盖，滴滴保湿的对策。外表面积很大，为了防止浇筑后的混凝土表面早期脱水而产生干裂缝，在混凝土浇筑钱安装了喷水管，当混凝土整平收面后，立即将喷水管布置到位，再将塑料薄膜覆盖，当混凝土固化形成浆膜时，立即打开阀门以喷雾的方式，对混凝土表面补水保湿，直到24小时后可以蓄水养护为止。

结束语

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。但只要严格按照规范规定，选取适宜的施工工艺、采取相应的预防措施，就能有效地控制大体积混凝土结构的开裂，从而保证工程质量。

参考文献

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