防止大體積混凝土裂縫的施工技術措施探討

摘 要:文章分析了引起大體積混凝土裂縫的因素，并就預防大體積混凝土裂縫的施工技術措施進行了探討。

關鍵詞:大體積混凝土 裂縫 施工

中圖分類號:U2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(c)-0034-01

在大體積混凝土結構施工中，混凝土裂縫的控制是一個很重要的課題。由于大體積混凝土結構的截面尺寸較大，由外荷載引起裂縫的可能性很小，但由于水泥在水化反應中釋放的水化熱所產生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，會產生較大的溫度應力和收縮應力，這將成為大體積混凝土結構出現裂縫的主要因素。

國內外大量實踐證明，各種大體積混凝土裂縫主要是溫度變化引起。大體積混凝土澆筑后在升溫階段由于體積大，集聚在內部的水泥水化熱不易散發，混凝土內部溫度將顯著升高，這樣在混凝土內部產生壓應力，在外表面產生拉應力，由于此時混凝土的強度低，有可能產生表面裂縫。在降溫階段新澆混凝土收縮因存在較強的地基或基礎的約束而不能自由收縮。升溫階段快，混凝土彈性模量低，徐變的影響大，所以降溫時產生的拉應力大于升溫時產生的壓應力。差值過大時，將在混凝土內部產生裂縫，最后有可能形成貫穿裂縫。為解決上述二類裂縫問題，必須進行合理的溫度控制。

1 大體積混凝土裂縫因素分析

1.1 化學收縮

一般水泥因水化產生的體積上的收縮作用(自身體積變形)是不可避免的，對同一種水泥而言，其收縮比例是恒定的，因此對普通混凝土工程化學縮減產生的混凝土收縮是不可避免的，只有改變水泥的礦物組份或摻入膨脹劑等外摻物，改變水泥水化產物，才可能變化學縮減為微膨脹。

1.2 溫升問題(導致溫降過大)

大體積混凝土由于體積大，水化熱不易散發，內部溫升大，由此產生溫度應力和裂縫。一般建筑工程所用大體積混凝土的厚度多在0.8～2m之間，在此厚度下混凝土的散熱快，一般3天即達到最高溫度，隨后混凝土的溫度逐漸降低，因為混凝土的導熱性能差，混凝土厚度越大，熱量散發越慢，當混凝土厚度達到5米以上，混凝土的實際溫升接近于絕熱溫升，高溫持續時間長，這就要求設法減少混凝土的絕熱溫升。

1.3 內外溫差問題(最終效果也是溫降過大)

根據規范要求，大體積混凝土表面溫度與中心溫度之差應小于25度，如果施工處于冬季，外界氣溫低且變化幅度大，即使有一些保溫措施，過大的降溫幅度，必然超過混凝土的極限拉伸值，必然出現裂縫！

1.4 干縮問題

一般混凝土的干縮率為(5～10)＊10e-4，這部分收縮與混凝土所處的環境有關，對于暴露在空氣中的大平面混凝土，這部分收縮必須充分重視，一般路面混凝土每隔4～5m必須設一縮縫，對于埋藏在地下的混凝土，這部分收縮值可能小一些，一般每30m設一縮縫，如果摻膨脹劑，則縮縫間距可增至60～90m。

綜合上面所述的致裂原因，為了保證大體積混凝土施工質量的主要途徑有兩條:其一是通過調整混凝土配合比，使混凝土在水化及硬化過程中盡量減少收縮，最好使大體積混凝土具有一定的微膨脹性能;其二是采取適當的工藝措施，降低大體積混凝土的內部溫升及內外溫差，最大限度降低混凝土的冷縮值及內外溫差應力。

2 預防大體積混凝土裂縫的施工技術措施

大體積混凝土產生裂縫是由多種原因造成的，其中，采用合理的施工方法，是防止大體積混凝土裂縫的有效措施。

2.1 混凝土澆筑方法

混凝土的澆筑按混凝土自然流淌坡度、斜面分層、連續逐層推移、一次到頂的方法進行。混凝土澆筑過程中，每層混凝土初凝前都確保被上層混凝土覆蓋，保證上下層澆筑間隔不超過混凝土初凝時間，避免施工裂縫出現。依據設計圖紙中的后澆帶將整個大底板劃分成厚薄、大小不同的區段，每個區段將獨立一次澆筑完成。

2.2 混凝土振搗方式

混凝土振搗時布置三道振搗，第一道設在混凝土的坡角，第二道設在混凝土的坡中間，第三道設在混凝土的坡頂。每道設2臺振搗器，三道振搗相互配合，確保振搗覆蓋整個坡面。使用振搗棒振搗，振搗棒插入下層混凝土中的深度>50mm，振搗棒移動的間距以400mm左右為宜，振搗棒要快插慢拔，以混凝土面泛漿為宜。混凝土表面要用刮杠刮平，再撒5mm～25mm碎石，用木抹拍實抹平。

2.3 泌水處理

混凝土在澆筑、振搗過程中，上涌的泌水和浮漿順混凝土坡面下流到坑底，通過側模底部開孔將泌水排出基坑。當混凝土大坡面的坡角接近頂端模板時，改變混凝土澆筑方向，形成集水坑，及時用水泵將泌水排除，以提高混凝土質量，減少表面裂縫。

2.4 表面處理

由于泵送混凝土表面水泥漿較厚，在澆筑后2～8h，初步按標高用長刮尺刮平，然后用木板反復壓數遍，使其表面密實，再用鐵面板收面后立即用塑料薄膜覆蓋。

2.5 加強施工管理

在混凝土結構中

強度不是均勻的，裂縫總是從強度最低的薄弱處開始，當混凝土質量控制不嚴，混凝土離差系數大時裂縫就多。為防止裂縫，必須加強施工管理，提高混凝土的施工質量。

3 大體積混凝土養護時的溫度控制

降低大體積混凝土塊體里外溫度差和減慢降溫速度來達到降低塊體自約束應力和提高混凝土抗拉強度，以承受外約束應力時的抗裂能力，對混凝土的養護是非常重要的。

養護是大體積混凝土施工中一項十分關鍵的工作。養護主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內表溫差，促進混凝土強度的正常發展及防止混凝土裂縫的產生和發展。根據工程的具體情況，應盡可能多養護一段時間，拆模后應立即回土或在覆蓋保護，同時預防近期驟冷氣候影響，以控制內表溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。大體積混凝土的養護，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。

在混凝土養護階段的溫度控制應遵循以下幾點:

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℃。

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)采用內部降溫法來降低混凝土內外溫差。內部降溫法是在混凝土內部預埋水管，通入冷卻水，降低混凝土內部最高溫度。冷卻在混凝土剛澆筑完時就開始進行，還有常見的投毛石法，均可以有效地控制因混凝土內外溫差而引起的混凝土開裂。

4 結語

大體積混凝土產生裂縫是由多種原因造成的，在大體積混凝土施工中，合理選擇施工材料，優化混凝土配合比，優化混凝土的供應，采用科學的施工方法，嚴格施工管理，加強大體積混凝土養護，就可以低混凝土溫度應力和提高混凝土本身抗拉性能，保證工程質量。

參考文獻

[1]葉琳昌，沈義.大體積混凝土施工[M].北京:中國建筑出版社，1987.

[2]牛紫龍.混凝土施工中溫度裂縫的分析與控制工程建設，2006.