談大體積混凝土施工裂縫產(chǎn)生的常見問題及控制

摘要：根據(jù)大體積混凝土的特性， 采用了合理的措施使混凝土的外約束力降低、經(jīng)過科學的方法對混凝土的配合比進行了優(yōu)化試驗，對混凝土做好了其養(yǎng)護的工作，并按照施工的要求對大體積混凝土認真地進行組織施工，監(jiān)測與控制好混凝土的澆筑溫度， 對大體積混凝土施工裂縫的產(chǎn)生采取了一些切實有效的措施。

【關鍵詞】：大體積；混凝土；常見問題；施工裂縫；控制措施

前言

在目前的建筑工程中來看大體積混凝土的應用越來越廣泛，還占有十分重要的地位，并且在建筑工程里越來越重要的一個研究就是大體積混凝土施工裂縫的產(chǎn)生以及如何防止的課題。為了有效地防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，并確保工程最后的質量，本文主要對裂縫產(chǎn)生的原因進行分析，制定出一些科學、合理的控制措施，結合實際的工程來進行靈活的操作。

1、大體積混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因

由于大體積混凝土的水泥用量大以及截面大， 當水泥在水化時釋放的水化熱就會產(chǎn)生溫度變化， 由此產(chǎn)生裂縫的主要原因是形成的溫度應力所導致，我們將這種裂縫分為了兩種：

第一種是在混凝土澆筑的初期， 因為水泥水化時產(chǎn)生出了大量的水化熱， 使得混凝土的溫度上升得很快， 雖然混凝土的表面散熱條件比較好，熱量可以向著大氣散發(fā)出去，所以溫度只有較少的上升； 但是在混凝土的內部，由于內部的散熱條件比較差，散發(fā)出去的熱量少，其溫度有較多的上升， 從而在內部形成了溫度梯度，造成內約束，導致混凝土的內部產(chǎn)生了一個壓應力，而在面層上產(chǎn)生了一個拉應力， 當混凝土的抗拉強度無法承受層面給它的拉應力時，在混凝土的表面就會有裂縫產(chǎn)生。

第二種是在澆筑混凝土后數(shù)天， 水泥產(chǎn)生的水化已經(jīng)熱基釋放， 從最高溫度開始混凝土逐步降溫，降溫時混凝土中多余的水分被碳化、蒸發(fā)等原因，導致混凝土的體積變形收縮， 在結構邊界與地基的約束條件下（即外約束），無法自由的變形，從而導致溫度應力（即拉應力）的產(chǎn)生，若這個溫度應力比混凝土的抗拉強度大的時候，就會使得混凝土從約束面開始向上開裂。

2、大體積混凝土施工裂縫的控制措施

2.1、優(yōu)化大體積混凝土配合比設計

減少混凝土的沉降收縮、降低混凝土溫升的最有效措施就是對混凝土配合比進行優(yōu)化設計，具體可用以下幾種方法來實現(xiàn)：

2.1.1選用適宜品種的水泥

在水泥選擇上大體積混凝土最好選用那些水化熱不集中、水化熱低的水泥品種。在允許的條件下應該優(yōu)先選用粉煤灰水泥、復合水泥、礦渣水泥或火山灰水泥。

水泥中水化熱的集中程度、水化熱的大小和水泥的細度、水泥中熟料的組份以及顆粒分布的情況有這十分密切的關系。因為水泥的比表面積越大，水泥的放熱量就越集中，水化的速度也就越快，十分容易產(chǎn)生比較大、較為嚴重的裂縫。在水泥熟料中硅酸二鈣（C2SI）的水化熱大，水化的速度較快；鋁酸三鈣（C3A）的水化熱為最大，水化的速度是最快的。

2.1.2增加粉煤灰摻量， 使用高效減水劑

摻加一些粉煤灰在混凝土中不僅可以使得混凝土減少或避免沁水的現(xiàn)象發(fā)生，也有利于處理混凝土的表面具有較好的可泵性、和易性、抗離析性和抗?jié)B性，而且還對混凝土的強度有了較大的貢獻特別是在后期的強度上。

2.1.3摻入有微膨脹組份的外加劑

摻加微膨脹劑在混凝土中， 在混凝土的收縮上進行了一部分的補償， 從而對溫差的限制有所放寬。 以UEA為例，把百分之十到百分之十二的微膨脹劑摻入到水泥中，可以制成補償收縮混凝土，其限制的膨脹率大約為百分之零點零二至 百分之零點零四左右，在鄰位與鋼筋的約束下，在混凝土中可以產(chǎn)生一個0.2MPa到 0.7MPa 的預應力， 使得混凝土在硬化的過程中所產(chǎn)生的收縮拉應力可以被這一預應力大致抵消， 使結構控制在一個無害裂縫或不裂的范圍內。

2.1.4增加混凝土中粗骨料的用量

增加混凝土中骨料的用量，尤其是粗骨料的用量是防止裂縫產(chǎn)生又一有效的措施，相當于給混凝土增加了骨架。骨料的用量越多，膠凝材料的用量就會越少，從而降低了膠凝材料產(chǎn)生的水化熱。

2.2、設計合理的養(yǎng)護措施

在養(yǎng)護環(huán)境的濕度上進行提高，避免了混凝土由于表面的干裂所產(chǎn)生塑性的收縮。而且在養(yǎng)護環(huán)境的溫度上做一些適當?shù)奶岣撸欣诰徑饨禍厮俣取p少內外溫差，從而減少溫度應力，有利于增加混凝土的強度和對松弛應力發(fā)揮作用，盡量的避免了混凝土在早期抗拉的強度還不夠高時產(chǎn)生裂縫。

2.3、改善約束條件

改善混凝土的內外約束可以在構造設計的方面上采取一些必要的措施，有利于對大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生進行預防。

2.3.1增設后澆帶

如果混凝土結構的尺寸偏大的時候，為了減小大體積混凝土的外約束應力可在其中增設后澆帶，。

2.3.2設置滑移層和緩沖層

設置緩沖層在混凝土基礎的一些部位上，可以對地基的約束作用有了減少，而且緩解了地基對基礎在收縮時的側壓力。

2.4、其他施工措施

為了減少大體積混凝土施工裂縫的產(chǎn)生，可采取一些有效可行的技術措施在混凝土的澆筑施工的過程中：

2.4.1降低混凝土澆筑溫度

施工中可以降低骨料和水的溫度來使得混凝土的澆筑溫度降低，甚至有時可以用含有冰塊的水對混凝土進行攪拌，這種方法對降低混凝土的溫度是一種有效的措施。

2.4.2采用二次振搗工藝

二次振搗可以減少混凝土在水平鋼筋下部，粗骨料產(chǎn)生與空隙中的沁水量， 使得鋼筋與混凝土之間的握裹力有所提高，增加了混凝土的密實度，從而提高了抗裂性，有效地防止了混凝土在沉降收縮時產(chǎn)生的裂縫并且也減少了內部微裂縫的產(chǎn)生。

2.4.3薄層澆筑

為了增加混凝土的散熱性能，來降低混凝土的溫升，可以在澆筑的時候采用薄層澆筑的辦法。

2.4.4在混凝土表面撒石子

由于大體積混凝土的表面上有比較厚的水泥漿， 可以均勻的在表面上撒上一層薄薄的小石子在混凝土澆筑后，并用長刮尺刮平在澆筑后的4小時到8小時內，初凝前可以用鐵滾對其進行碾壓，之后用木抹子再進行搓平壓實，以防止混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

2.4.5投石法

在設計允許的條件下可投入百分之十五到半分之二十的潔凈塊石在大體積混凝土中，減少了整個混凝土構件中水泥的含量，并有效地減少了混凝土的溫升。在投塊石時注意要嚴格地按照混凝土的流淌坡度進行分層填，且同層的間距至少大約在200毫米以上，從而使石塊在混凝土內層均勻的分布。

2.4.6在混凝土中埋設水管冷卻混凝土

埋設水管在混凝土澆筑后的大體積混凝土中，往水管中注入溫度比較低的水（ 一般使用的是循環(huán)水） 將混凝土中的熱量帶走， 從而使混凝土內部得溫度有所降低。此種方法對體積較大的混凝土，特別是超大體積的混凝土內外溫差與溫升的降低十分有效， 但一般的情況下基本不采用這種方法，因為其成本比較高，而且實際的操作也十分的復雜。

3結束語：

綜合上述，通過對大體積混凝土施工裂縫產(chǎn)生的常見問題以及原因進行了深入的分析，提出了大體積混凝土施工產(chǎn)生裂縫的防止措施，并且在實際的施工中取得了顯著的效果，為今后大體積混凝土施工的防裂方面提供了參考實例。

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收稿日期：2013年08月02日