大体积混凝土施工的裂缝控制方法

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【摘 要】随着经济的迅速发展，基础设施建设中大体积混凝土越来越多，实践证明，大体积混凝土施工难度大，技术要求高，除了具有普通混凝土施工的特点外，还要特别注意防止混凝土因水泥水化热引起的内外温差过高产生的温度应力引起的结构裂缝，该裂缝危害大，很容易造成结构渗漏，影响使用功能。因此如何控制温差，解决混凝土因温差应力引起的裂缝，成为施工人员重点研究的问题。本文结合个人实践经验总结出一系列行之有效的方法，从材料选择、技术措施等有关环节解决大体积混凝土施工过程中遇到的难题。

【关键词】温差；降温；升温；养护

大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1米的混凝土，或预计会因混凝土中水泥水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。其特点是：结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大，易使结构物产生温差变形。如采取控制温差措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。

大体积混凝土的施工裂缝主要是由于混凝土中的水泥水化要产生大量的热量，内部热量不如表面的热量散失得快，从而造成内外温差过大，其所产生的温度应力如果大于其本身的抗拉强度，则可能会使混凝土产生裂缝。一般来说，当其温差小于25℃时，其产生的温度应力将会小于混凝土本身的抗拉强度，不会造成混凝土的开裂，当温差大于25℃时，其所产生的温度应力可能大于混凝土本身的抗拉强度，造成混凝土的开裂。

根据大体积混凝土裂缝产生的原因，控制大体积混凝土裂缝的措施主要可以从如何控制温差着手，同时采取一系列行之有效的混凝土浇筑措施。温差控制道理很简单，控制温差的途径有两个，其一是：降低混凝土内部的温度；其二是：升高混凝土表面的温度。施工方面的措施例如：合理设置浇筑方案、设置后浇带、加强养护等。

1 大体积混凝土温差控制措施有很多方法，根据本人的经验可以采取如下措施：

1.1 选材混凝土的组成材料主要是水泥、砂、石、水及外掺料。实验证明水泥在水化过程中将产生大量的热量，通常称之为水化热。水化热的多少主要与水泥的品种有关。建筑常用的六大类水泥中，矿渣硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥的水化热是最低的，因此大体积混凝土施工配料建议采用这两种水泥。另一方面，水化热的多少还与水泥用量的多少有关，在保证混凝土强度等要求的前提下，应尽量减少混凝土中水泥的用量，降低水灰比。根据经验，一般42.5R水泥用量控制在450kg／m3，52.5R水泥用量控制在360kg／m3。

此外，在选材上，还应注意骨料级配、水灰比等方面的处理。通常大体积混凝土应尽可能采用粒径较大，级配良好的高强度花岗岩、玄武岩等作为骨料，实验证明这两类骨料对大体积混凝土的抗裂有利。一般粗骨料的最大粒径不应大于32mm，粗骨料中的针、片状颗粒按重量计应不大于15%，且应满足混凝土结构工程及验收规范规定，混凝土粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋间最小净距的3/4，细骨料以中、粗砂为宜。另外实验证明混凝土抗拉强度，极限拉伸值均随着水灰比的减小而提高，混凝土收缩则随着水灰比的减小而减小，显然，在满足混凝土施工要求的前提下，减小水灰比对大体积混凝土抗裂是非常有利的。

1.2 人工导热大体积混凝土内部温度还可以通过人工导热的方式降低。其方法是通过预埋循环冷却水管，利用循环冷水带走热量，降低温度。水管一般采用导热性能良好的薄壁钢管，直径一般取25mm左右，并合理布置。

1.3 表面保温控制温差除了可以用上述方法降低大体积混凝土内部温度外，还可以通过保温材料、碘钨灯或定时喷浇热水、蓄存热水等办法，提高混凝土表面及四周散热面的温度，从结构物的外部进行升温，从而降低内外温差。

1.4 其它外加剂、外掺料和混凝土配筋也对大体积混凝土的裂缝控制具有一定的影响。在大体积混凝土中掺加外加剂，能改善混凝土和易性，在水泥用量不变的情况下，能减少用水量，提高混凝土强度。在水灰比不变的情况下，能减少水泥用量，降低温升，延缓水化热放热速率，对抗裂有利。常使用的外加剂如减水剂、缓凝剂、膨胀剂等。在大体积混凝土中掺加粉煤灰能降低水泥用量，降低混凝土绝热温升值，延缓水化热放热速率。合理配筋，配筋率不能过大，较为合理的配筋率应为0.3%~0.5%，应采用小直径（10~16mm),小间距的形式（约@100~@150），且不宜采用光圆钢筋。

2 大体积混凝土在浇筑工艺上，可以从如下几个方面进行处理。

2.1 合理设置浇筑方案 为保证结构的整体性，混凝土应连续浇筑，不留施工缝。根据结构特点的不同，大体积混凝土的浇筑方案可分为：全面分层、分段分层和斜面分层等。①全面分层当结构平面面积不大时，可将整个结构分为若干层进行浇筑。即第一层浇筑完毕后浇筑第二层，如此逐层连续浇筑，直到结束。为保证结构的整体性，要求次层混凝土在前层混凝土初凝前浇筑完毕；②分段分层当结构平面面积较大时，可以采用分段分层，即将结构分为若干段，每段有分为若干层，先浇筑第一层各段，然后浇筑第二层各段，如此逐段逐层浇筑，直至结束。为保证结构的整体性，要求次段混凝土应在前段混凝土初凝之前浇筑；③斜面分层当结构长度超过厚度的3倍时，可采用斜面分层浇筑。

2.2 合理设置后浇带 大体积混凝土施工中，合理设置后浇带，不仅可以减轻混凝土的约束作用，缩小约束范围；同时也可利用浇筑块的层面、断面进行散热，有利于降低混凝土内部的温度。后浇带的设置和处理如设计无规定时，其间距一般为20 m～30 m，缝宽0.8m～1 m，待结构变形稳定以后封闭。封闭前，应仔细凿毛，并将钢筋按设计要求连接好，再用补偿收缩混凝土(亦可在普通混凝土中掺入膨胀剂)将缝灌注密实，加强养护，一般不少于15天。

2.3 加强养护大体积混凝土养护主要是保持适宜的温度和湿度条件。保温养护作用：①减少混凝土表面的热扩散，减小混凝土表面的温度梯度，防止产生表面裂缝。②延长散热时间，充分发挥混凝土的潜力和材料的松弛特性。使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。保湿养护的作用：①刚浇筑不久的混凝土，尚处于凝固硬化阶段，水化的速度较快，适宜的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝。②混凝土在潮湿条件下，可使水泥的水化作用顺利进行，提高混凝土的极限拉伸强度。

2.4 二次抹面大体积混凝土由于混凝土坍落度较大，在混凝土初凝前或混凝土预沉后在表面采用二次抹压处理工艺，并及时用塑料薄膜覆盖，可有效避免混凝土表面水分过快散失出现干缩裂缝，必要时可在混凝土表层配置抗裂钢筋网片。

大体积混凝土施工的裂缝控制措施很多，建筑工友在不断的实践与总结中积累了丰富的经验，随着科学技术的日新月异，会总结更多、更可靠的措施。所谓实践出真知，只要不断的探索，不断的总结，对于大体积混凝土施工中出现问题的处理会更加科学合理。

参考文献

[1] GB 50496-2009 大体积混凝土施工规范；

[2] 赵炎龙.大体积混凝土施工裂缝的控制.《山西建筑》2004年第22期。