基于大體積混凝土施工管理中的重點問題分析

【摘 要】本文首先概述了大體積混凝土裂縫產生的原因，然后分析了施工過程中防止裂縫發生的措施和技術管理要點， 大體積混凝土逐漸成為構成大型設施和構筑物主體的重要組成部分，本文是個人的一些觀點和看法，可供同行參考和借鑒。

【關鍵詞】大體積混凝土；裂縫成因；防裂措施；管理要點

前言

大體積混凝土施工是一項非常重要的系統性工程，也是目前學者和工程界關注的一個重要問題。大體積混凝土的材料型裂縫主要是由溫度應力和混凝土的收縮引起的，因此，精心選擇原材料，并在施工中采用合理的方法，進行有效的管理，能防止裂縫的產生，提高大體積混凝土工程的可靠性和耐久性。

一、大體積混凝土施工中裂縫產生的原因

1、溫度裂縫。目前，溫度裂縫產生主要原因是由水化熱引起的內外溫差造成的。混凝土澆筑初期，產生大量的水化熱，由于混凝土的體積較大，混凝土又是熱的不良導體，大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發，導致內部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內外的較大溫差，較大的溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同，這種內外溫差在混凝土凝結初期，在混凝土表面產生一定的拉應力（實踐證明當混凝土本身溫差達到25℃～26℃時，混凝土內便會產生大致在10Mpa左右的拉應力）。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產生裂縫。

2、干縮裂縫。干縮裂縫是指混凝土養護結束后的一段時間或混凝土澆筑完畢后一周左右，在干燥的環境下，混凝土內外水分蒸發程度不同，導致變形不同而產生的裂縫。這種收縮是不可逆的。

二、大體積混凝土施工中裂縫的防治措施

1、原材料選擇。1）水泥。考慮普通水泥水化熱較高，特別是應用到大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發，在混凝土內部溫度過高，與混凝土表面產生較大的溫度差。為降低水化熱，減小溫差，要盡量采用早期水化熱低的水泥。在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。另外，由于水泥的水化熱是礦物成分與細度的函數。因此，為了降低水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和C3S的含量。同時，在不影響水泥活性的情況下，盡量使水泥的細度適當減小，以減小水化熱的放熱速率。2）粗骨料。盡量選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土，因為粗骨料粒徑越大、級配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，和易性較好，抗壓強度較高，對防止裂縫的產生有利。3）細骨料。宜采用級配良好的中粗砂，因為其孔隙率小，總表面積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少。另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收縮變形就越大，裂縫就越嚴重，因此，細骨料盡量用干凈的中粗砂。4）粉煤灰。由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，能夠與水泥的水化產物進行二次反應，是其活性的來源，可以取代部分水泥，從而減少水泥用量，降低混凝土的熱脹。同時，由于粉煤灰顆粒較細，能夠參加二次反應的界面相應增加，在混凝土中分散更加均勻，從而進一步改善了混凝土內部的孔結構，使混凝土的孔結構進一步的細化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相應收縮值也減少。因此，可以考慮摻加適量的粉煤灰。但是，由于粉煤灰的比重較水泥小，混凝土振搗時容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的摻合料較多，強度較低，表面容易產生塑性收縮裂縫，因此，粉煤灰的摻量不宜過多，在工程中我們應根據具體情況確定粉煤灰的摻量。5）外加劑。加入外加劑后能減小混凝土收縮開裂的機會。減水劑的主要作用是改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量。緩凝劑的作用：一是延緩混凝土放熱峰值出現的時間，由于混凝土的強度會隨齡期的增長而增大，所以等放熱峰值出現時，混凝土強度也增大了，從而減小裂縫出現的機率；二是改善和易性，減少運輸過程中的塌落度損失。引氣劑在混凝土的應用對改善混凝土的和易性、可泵性，提高混凝土耐久性十分有利。

2、施工管理要點。1）混凝土的配制。在混凝土配合比設計中盡量控制好水灰比，以減少干縮，同時摻加合適的減水劑。嚴格控制混凝土攪拌和施工中的配合比。混凝土的用水量絕對不能大于配合比設計所給定的用水量。在混凝土拌制過程中，要嚴格要求原材料計量準確。同時，嚴格控制混凝土出現塌落度。2）混凝土的澆筑。改善混凝土的攪拌加工工藝。在傳統的“三冷技術”的基礎上采用“二次風冷”新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。澆筑順序采用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂”的方法，一次整體連續澆筑結束。合理安排施工工序。分層、分塊澆筑，以利于散熱，減少溫度應力。混凝土澆筑應連續進行，澆筑過程中要進行振搗方可密實。振搗時間應均勻一致，以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜。澆筑完畢后，表面要壓實、抹平，以防止表面裂縫。在寒冷季節，混凝土表面需用塑料薄膜加草席覆蓋保溫，以保證混凝土表面不受凍。盡量避開在太陽輻射較高的時間澆筑，若由于工程需要在夏季施工，則盡量避開正午高溫時段，澆筑盡量安排在夜間進行或采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升。3）混凝土的拆模。一是控制拆模時間。混凝土在實際溫度養護的條件下，強度達到設計強度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內，預計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模；二是表面隔熱保護。混凝土澆筑后，由于內部較表面散熱快，會形成內外溫差，表面收縮受內部約束產生拉應力，這種拉應力通常很小，不至于超過混凝土的抗拉強度而產生裂縫。但是，如果此時受到冷空氣的襲擊，或者過分通風散熱，使表面溫度降溫過大就很容易導致裂縫的產生。所以，在混凝土拆模后，特別是低溫季節，在拆模后立即采取表面保護，防止表面降溫過大，引起裂縫。4）混凝土的養護。加強混凝土的早期養護，延長混凝土的養護時間。混凝土澆筑完畢后，應及時灑水養護以保持混凝土表面經常濕潤，這樣既減少外界高溫倒灌，又防止干縮裂縫的產生，促進混凝土強度的穩定增長。一般在澆筑完畢后12～18h內立即開始養護，連續養護時間不少于28d或設計齡期。若是在高溫季節施工，則要在初期適當采用通制冷水來降低混凝土最高溫度峰值。為削減內外溫差，還應在夏末秋初進行中期通水冷卻。中期通水一般采用河水，通水歷時兩個月左右。后期通水是使混凝土柱狀塊達到接縫灌漿的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相結合的方案。

三、結語

大體積混凝土的開裂是工程建設中帶有一定普遍性的技術問題。由于裂縫的存在和發展（特別是基礎貫穿裂縫出現在重要的結構部位），通常會使內部的鋼筋等材料產生銹蝕，降低結構的耐久性及抗滲能力，削弱構件的承載力，影響建筑物的外觀和使用壽命。同時，會可能危害到建筑物的安全使用，嚴重者將會威脅到人的生命安全。如何采取有效措施防止大體積混凝土的開裂，是一個值得關注的問題。本文提出了自己的一些見解。

參考文獻：

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