大體積混凝土裂縫的防控

朱周仙 夏利紅

（1、浙江華恒建筑設計有限公司 2、浙江凱達信資產評估有限公司）

近年來，隨著城市化進程的發展，高層建筑工程、地下建筑工程呈現項目多、規模大的新特點，相應大體積鋼筋混凝土工程也越來越多地被采用。在對大體積混凝土施工管理中發現，對大體積混凝土裂縫的防治，還處于不斷探索、不斷深化的過程中。因此，為確保大體積混凝土施工質量，防治大體積混凝土裂縫的產生，已成為當前工程建設的一個重要課題。

1 裂縫產生主要原因探討

1.1 收縮裂縫。混凝土收縮的主要原因是內部水蒸發引起混凝土收縮。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。混凝土收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。選用水泥的品種不同，收縮的量也不同。此外還有混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝等，都會產生收縮裂縫。

1.2 溫差裂縫。混凝土內外部溫差過大會產生裂縫，主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內部和混凝土表面的溫差過大，特別是大體積混凝土更易發生此類裂縫。外界氣溫變化大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內外層混凝土溫差。應采取溫度控制措施，防止混凝土內外溫差引起的溫度應力。

1.3 安定性裂縫。表現為龜裂，主要因水泥安定性不合格而引起。

1.4 水泥水化熱水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結構斷面較厚，表面系數相對較小，所以水泥發生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發出去，以至于越積越高，使內外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結構表面可以自然散熱，實際上內部的最高溫度，多數發生在澆筑后的最初3～5天。

2 裂縫的防控措施

2.1 設計預控措施

2.1.1 大體積混凝土的強度等級宜在C20～C35范圍內選用，充分利用后期強度。隨著高層和超高層建筑物不斷出現，大體積混凝土的強度等級日趨增高，出現C40～C55等高強混凝土。設計強度過高，水泥用量過大，必然造成混凝土水化熱過高。混凝土塊體內部溫度高，內外溫差超30℃以上，應在滿足抗彎及抗沖切計算要求下，采用C20～C35的混凝土，避免設計上"強度越高越好"的錯誤概念。考慮到建設周期長的特點，在保證基礎有足夠強度，滿足使用需求的前提下，可以利用混凝土60天、90天的后期強度，這樣可減少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土澆筑塊體內的強度升高。

2.1.2 大體積混凝土基礎除應滿足構造要求外，增配筋應盡可能采用小直徑、小間距。采用直徑8～14毫米的鋼筋和100～150毫米間距較為合理。傘截面的配筋率應在0.3%～0.5%之間。

2.1.3 當基礎設置于巖石地基上時，宜在混凝土墊層上設置滑動層，滑動層構造可采用一氈二油，夏季施工時也可采用一氈一油。

2.1.4 避免結構突變而產生應力集中，轉角和孔洞處增設構造加強筋。

2.1.5 大塊式基礎及其他筏式、箱式基礎不宜設置變形縫（沉降縫、溫度伸縮縫）及施工縫。根據結構特點，可設置后澆縫，保留時間一般不少于60天，以控制施工期間較大溫差及收縮應力。

2.2 材料防控措施

2.2.1 優先采用525R普通水泥和425R普通水泥等高標號水泥，降低水泥用量，從而降低混凝土的絕對溫升值。強度等級在C20～C35范圍內選用，水泥用量以525R水泥每立方米不超過340公斤，425R水泥每立方米不超過380公斤為宜。

2.2.2 應優先采用水化熱低的礦渣水泥配制大體積混凝土。所用的水泥應進行水化熱測定，水泥水化熱測定按現行國家標準《水泥水化熱試驗方法（直接法）》測定。

2.2.3 采用5～25毫米顆粒級配的石子，控制含泥量小于1%。

2.2.4 砂細度模數為2.6～2.8，平均粒徑0.381的中粗砂，控制含泥率小于2%。

2.2.5 摻合料及外加劑的使用。目前使用的摻合料主要是粉煤灰，可以提高混凝土和易性，大大改善混凝土工作性能和可靠性，同時可代替水泥，降低水化熱。摻加量為水泥用量的15%，降低水化熱15%左右。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑。混凝土中摻入水泥重量0.25%的木鈣減水劑，不僅使混凝土工作性能有明顯改善，同時又減少10%拌和用水，節約10%左右的水泥，從而降低了水化熱。一般泵送混凝土為了延緩凝結時間，要加緩凝劑。為防止混凝土的初始裂縫，可加膨脹劑。

2.2.6 采用安全性合格的水泥。水泥進場后，委托材料檢測部門檢測水泥的各種技術指標，尤其是水泥的安定性，如不合格，嚴禁使用，從而防止裂縫的產生。

2.3 施工防控措施

2.3.1 施工前，應對施工階段大體積混凝土澆筑塊體的溫度、溫度應力及收縮力進行驗算，確定控制指標，制訂溫控施工的技術措施。

2.3.2 混凝土的澆筑方法可用分層連續澆筑或推移式連續澆筑，不得留施工縫。混凝土的攤鋪厚度應根據所用振搗器的作用深度及混凝土的和易性確定。

2.3.3 大體積混凝土施工采取分層澆筑混凝土時，水平施工縫處清除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝土層及松動的石子，并均勻露出粗骨料。在上層混凝土澆筑前，應用壓力水沖洗混凝土表面的污物，充分濕潤，但不得積水。對非泵送及低流動度混凝土，在澆筑上層混凝土時，應采取接漿措施。

2.3.4 混凝土的拌制、運輸必須滿足連續澆筑施工以及盡量降低混凝土出罐溫度等方面的要求。

2.3.5 混凝土澆筑過程中，應及時清除混凝土表面的泌水。

2.3.6 規定合理的拆模時間，加強保溫養護措施，以免混凝土表面發生急劇的溫度變化。

2.3.7 塑料薄膜、干草可作為保溫材料覆蓋混凝土和模板，寒冷季節可搭設保溫棚。覆蓋層的厚度應根據溫控指標的要求計算。

2.3.8 對標高位于±0.00以下的部位，應及時回填土；±0.00以上的部位應及時加以覆蓋，不宜長期暴露在風吹日曬的環境中。

2.3.9 大體積混凝土拆模后，應采取預防寒潮襲擊、突然降溫和劇烈干燥等措施。

3 養護階段注意事項

大體積混凝土養護時要注意溫度控制。不僅要滿足強度增長的需要，還應通過人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。

混凝土養護階段的溫度控制應遵循以下幾點：

3.1 混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應小于20℃；當結構混凝土具有足夠的抗裂能力時，不大于25℃～30℃。

3.2 混凝土拆模時，混凝土的溫差不超過20℃。其溫差應包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差。

3.3 采用內部降溫法來降低混凝土內外溫差。

3.4 保溫法是在結構物外露的混凝土表面以及模板外側覆蓋保溫材料，在緩慢的散熱過程中，使混凝土獲得必要的強度，以控制混凝土的內外溫差小于20℃。

3.5 混凝土表層布設抗裂鋼筋網片，防止混凝土收縮時產生干裂。

在大體積混凝土施工時掌握住它的基本知識，并根據實際采取有效措施，會使施工質量得到很好的保證。

[1]樓田山,黃雄.淺析混凝土工程質量通病的防治措施[J].建筑管理現代化,2004年04期.

[2]張蘭順.大體積混凝土施工溫度的控制[J].山西建筑,2002年08期.