大体积混凝土浇筑裂缝预防措施浅谈
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摘要：裂缝是大体积混凝土施工过程中不可回避的难题。本文以180万吨/年重油焦化装置焦炭塔基础底板混凝土的施工为例，分析了大体积混凝土施工的难点及裂缝防治的措施。
关键词：大体积混凝土、裂缝、成因、防治
1工程概述
本焦炭塔基础工程属180万吨/年重油焦化装置，焦炭塔基础底板采用C30混凝土浇筑，水泥采用普通硅酸盐水泥，钢筋采用HPB235\HRB335\HRB400，基础保护层厚度50mm。基础承台尺寸：长39.3m×宽19.5m×厚2.5m，设计要基础一次连续浇筑，不得留施工缝。在施工时我们采取了一系列措施防止裂缝出现，取得了较为理想的效果。
2大体积混凝土施工难点
大体积混凝土施工技术难点在于抗裂防渗。造成开裂和渗漏的原因是众多的，但主要原因是温度裂缝和收缩裂缝，特别是水化热，根源是混凝土用水量大，单方水泥用量大，碱含量高造成的。因此防止大体积混凝土不开裂的技术关键是控制混凝土的收缩和降低水化热。技术措施是减少混凝土用水量，减少单方混凝土中水泥用量，降低碱含量，源头是加强原材料质量控制及选用；施工时采用阶梯式施工、分层分区块浇筑、加强养护等技术处理来保证工程质量。
3大体积混凝土裂缝成因分析
3.1温差裂缝
大体积混凝土在硬化初期，水泥水化产生大量水化热，使混凝土中心温度急剧升高，而混凝土表面和边界温度受外界气温影响，温度较低，这样形成较大的内外温度差，结果混凝土内部产生压应力，而面层产生拉应力，当该拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表面产生裂缝。施工阶段所产生的裂缝，是混凝土内部应力矛盾发展造成的。
3.2收缩裂缝
混凝土浇筑后数日，水泥水化热已经基本释放，混凝土温度内部逐渐降低，降温引起混凝土收缩，再加上由于混凝土内部拌合水蒸发等引起的体积收缩变形，受到地基和结构本身的约束，不能自由变形导致产生温度应力（拉应力）。该温度应力超过混凝土抗拉强度极限强度时，从约束面开始向上开裂形成收缩裂缝。
由此可见，大体积混凝土裂缝的控制施工的核心是从大体积混凝土施工中的各个环节控制混凝土内部温度变化，以达到控制混凝土裂缝的目的。
4防止大体积混凝土产生裂缝的措施
防止大体积混凝土产生温度裂缝应从两方面着手，一方面应从控制温度、改善约束着手；另一方面应设法提供混凝土抗裂性能，改善混凝土自身性能。
4.1合理选择原材料
优化混凝土配合比，使混凝土有较高的抗裂能力，具体来讲就是要求混凝土绝热温升较小，抗拉强度大，极限拉伸变形能力较大、热强比较小、自生体积变形小。
4.1.1水泥的选择：水泥是混凝土主要的胶凝材料，也是混凝土中强度的主要提供者，水泥的品种、细度、强度等级都会对混凝土的性能产生影响。在单立方米水泥用量一定的情况下，水泥中C3A和C3S含量越高，水泥越细，对混凝土的抗裂是不利的。在水泥品种一定的情况下，单立方米水泥用量增多，一方面会增加水泥水化反应产生的化学收缩和因水泥水化热增加导致的温度变形，另一方面也会提高混凝土的强度和弹性模量，对混凝土的抗裂性能不利；如果单方水泥用量太小，则易造成混凝土的和易性不好，从而导致混凝土产生离析、泌水等现象，增加混凝土的干裂收缩。因此需采用低碱、低水化热非早强型水泥。
4.1.2粗、细骨料的选择；粗、细骨料是混凝土的重要组成，它在混凝土中主要起到骨架的作用，并且对胶凝材料的收缩具有一定的抵抗作用。集料的级配越好所组成的混凝土骨架越稳定，抵抗变形的能力越好。同时骨料的级配越好能降低混凝土中单立方米水泥的用量，降低混凝土的收缩。
4.1.3掺用混合材料：掺加粉煤灰、抗裂剂等掺合料可以降低水泥用量，从而有效降低水化热的峰值温度，推迟水化热温度峰值的出现时间；还可以改善混凝土拌合物的和易性，同时具有明显的经济效益。
4.1.4掺外加剂：宜采用缓凝型高效减水剂，已达到降低水泥用量、降低水化升温、推迟混凝土水化热峰值出现时间、提高混凝土性能。
4.1.5掺用抗裂剂：抗裂剂的掺入不仅能补偿混凝土的收缩，而且能降低水化热，使混凝土内部温度与外部温度差值变小。
4.2 合理进行温度控制
混凝土允许的内外温差与混凝土材料的抗拉强度有关。如混凝土质量好抗拉强度高，就能降低较大的温度应力。通过工程实践和理论研究当混凝土内外温差控制在25度以内时混凝土一般不会因温度应力过大而使结构物产生早期的裂缝。对大体积混凝土温度控制主要考虑三个特征值：入模温度、最高温度、养护温度。
4.2.1入模温度控制：混凝土入模温度取决于各种原材料的初始温度，主要办法是施工时加冰冷却拌合水（气温较高时）、骨料、水泥，尽量选择较低气温时段浇筑混凝土。
4.2.2最高温度控制：在混凝土内部预埋设水管，利用冷却水管内流通的制冷水盗走大体积混凝土内部的水泥水化热，这种方法具有实用性和灵活性，而且能够控制整个结构物内部温度，所有目前得到广泛应用。
4.2.3养护温度控制：大体积混凝土裂缝，特别是表面裂缝，主要是由于混凝土中产生了温度梯度。为降低内外温差可采用混凝土表面保温的方法，使混凝土内外温差降低。常用的保温材料有模板、草袋、锯末等。
4.3分区块、分层浇筑
分区块分层浇筑有两方面目的：一方面为了便于施工，同时为了防止裂缝增加散热面积加快热量释放、减小了应力约束。要注意保证层与层之间浇筑间隔不要超过初凝时间。
4.4加强施工温度监测
对大体积混凝土内部各部位进行温度跟踪监测，可及时准确的掌握混凝土各个部位的温度变化，以便采取处理措施降低内部温度、保证工程质量。
5结语
实践证明，通过采取上述技术措施，在大体积混凝土浇筑前做好施工准备，做好施工现场的协调和组织管理，确保施工人员、机械、用水、用电等等要提前就位。防止施工中出现意外中断现象，保证工程连续施工，施工完成后做好成品保护与混凝土温度检测工作，确保混凝土安全度过终凝期，可以避免裂缝的产生。
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