淺析大體積混凝土裂縫控制措施

【摘 要】我單位施工的中煤集團山西金海洋能源有限公司選煤廠工程原煤產品筒倉為閥板基礎，直徑28米，厚800mm。屬于大體積混凝土施工，該工程施工季節在冬季，如何控制避免產生裂縫是保證混凝土質量的關鍵。在實踐中不斷地摸索，為以后的項目施工質量控制預控措施提供實踐經驗。

【關鍵詞】大體積混凝土；裂縫；溫差；溫度應力

1.分析裂縫產生的原因

1.1水泥水化熱

水泥在水化過程中產生大量的熱量，是大體積混凝土內部熱量的主要來源。大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在結構內部不易散失，使混凝土內部溫度升高，混凝土內部的最高溫度，大多發生在澆筑后的3～5d，當混凝土的內部與表面溫差過大時，會產生溫度應力，當混凝土的抗拉強度不足以抵抗溫度應力時，便開始產生溫度裂縫。這是大體積混凝土容易產生裂縫的主要原因。

1.2約束條件

結構在變形變化時，受到一定的抑制而阻礙變形，當早期溫度上升產生的膨脹變形受到下部地基的約束而形成壓應力，由于混凝土彈性模量小，應變和應力松弛度大，使混凝土與地基連接不牢固，因而壓應力較小，當溫度下降時，產生較大拉應力，若超過混凝土抗拉強度，混凝土就會出現垂直裂縫。也就是習慣上講的中心裂縫，此裂縫對混凝土防水效果破壞最大。

1.3外界氣溫的變化

混凝土內部溫度由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫度和混凝土的散熱溫度三者疊加。外界溫度越高，混凝土的澆筑溫度也越高。外界溫度下降，尤其是驟降，大大增加外層混凝土與混凝土內部的溫度梯度，產生溫差應力，造成混凝土出現裂縫。此裂縫可通過調整混凝土摻合料、減小水化熱和控制溫升時間及增減表層保溫設施的方式進行施工控制。

1.4混凝土的收縮變形

混凝土的拌和水中，只有約20%的水分是水泥水化熱所必需的。其余80%被蒸發。水分的蒸發引起混凝土體積的收縮，從而產生裂縫。此種裂縫多數體現為表面裂縫，雖然對混凝土整體防水效果影響不大，但是影響鋼筋保護層效果和觀感質量。當裂縫寬度超過0.2mm時，也達不到規范要求。此裂縫一般施工控制手段是增加表層防裂筋（網）和多次碾壓。

經過認真分析大體積混凝土產生裂縫的原因，項目部全體技術人員制定了有針對性的措施，主要采取以下的方法加以控制：

2.裂縫控制措施

（1）混凝土中摻加粉煤灰，減少水泥用量，控制混凝土膠凝材料總量，從而達到降低混凝土水化熱的目的。

（2）按照預拌混凝土技術準備的要求，精選級配良好粗骨料和含泥量較小細骨料，合理調整混凝土配合比，嚴格控制水灰比小于0.6，減少混凝土的收縮。

（3）合理布置澆筑點，防止在澆筑過程中留置的施工縫形成冷縫，嚴格控制新舊混凝土接茬時間，認真計算分層混凝土的用量，根據估算出的混凝土初凝前必須完成的混凝土量，計算出均勻供應的速度。合理組織，使混凝土不會產生冷縫。

（4）采用補償收縮的方式，在大于40mm的保護層內設置防裂鋼筋網；在混凝土澆筑到底板頂標高后要認真處理，初步按標高用鋁合金大杠刮平混凝土表面后，將預先準備好的鋼絲網按入基礎底板上鐵鋼筋保護層混凝土內，抵抗混凝土化學減縮和干燥收縮。用ф8鋼筋做的鉤子按間距2m將鋼絲網固定在混凝土中，控制鋼絲網的標高在基礎底板頂標高下20mm處，隨混凝土澆筑的進行隨時鋪放，及時用木抹子抹壓密實，待混凝土收水后，再用木抹子搓平，保證表面的密實度和光潔度，減緩混凝土表面失水速度，防止表面龜裂。然后覆蓋塑料薄膜和保溫被養護。

（5）大體積混凝土壓面原則上至少是以上提到的兩遍木抹子搓平，壓面至壓不動時為止。此工作對混凝土表層裂縫控制起到最關鍵作用，各分部必須設專業瓦工反復碾壓，直至混凝土壓不動時為止。但應控制環境溫度對混凝土的影響，一旦環境溫度過低，與混凝土表面溫差值大于25℃時，則應放棄碾壓，改為覆蓋塑料薄膜覆蓋，在其上覆蓋塑料布，塑料布上覆蓋棉被進行保溫養護。（注：混凝土表面溫度為混凝土面層下50～100mm處測得的溫度）

（6）加強混凝土的養護，不斷排除大量泌水，提高混凝土質量和抗裂性能。

1）混凝土拌合料澆筑之后到開始凝結期間，由于骨料和水泥漿下沉，水分上升，在已澆筑混凝土表面析出水分，形成泌水，使混凝土表面拌合料的含水量增加，產生大量浮漿，硬化后使面層混凝土強度底于內部的混凝土強度，并產生大量容易剝落的“粉塵”，混凝土在采用分層施工澆筑工藝時，必須清除泌水和浮漿，否則會嚴重影響上下層混凝土之間粘結能力，影響鋼筋和混凝土握裹強度，產生裂縫。

2）大體積混凝土基礎底板在澆灌振動過程中，可能會產生大量的泌水，施工中讓泌水延坡面流至排水孔，隨著混凝土澆筑向前滲移，最終集中在基礎外的排水坑內，派專人用泵隨時將積水抽出，并用掃帚將混凝土表面浮漿清除。

（7）大體積混凝土的養護期間必須嚴格控制其內外溫差，確保不出現有害裂縫，確保混凝土質量，養護是一項十分關鍵的工序，應根據氣候條件采取控溫措施，并按時測定澆筑后的混凝土表面和內部溫度，將溫差控制在設計要求的范圍內。溫差控制在25℃范圍內。

（8）大體積混凝土養護要達到保溫和保濕的雙重目的。保溫能保持混凝土表面溫度不至過快散失，減小混凝土表面的熱擴散和溫度梯度，防止產生表面裂縫，同時延長散熱時間，可充分發揮混凝土的潛力和材料的松弛特性，使混凝土的平均總溫差所產生的拉應力小于混凝土抗拉強度，防止產生貫通裂縫。在混凝土強度發展階段要保濕，潮濕的條件可防止混凝土表面脫水而產生干縮裂縫，使水泥水化順利進行，提高混凝土的極限拉伸強度。因此要求混凝土在澆筑完畢后，初凝之前，先覆蓋一層薄膜，薄膜上覆蓋塑料布再覆蓋保溫棉被進行養護。

（9）兩個基礎之間截面突變，對抗裂不利，在截面變化處加抗裂附加筋，防止裂縫的出現，用ф6@150鋼筋網片或者直徑為4mm的冷拔絲。

3.結束語

經過上述的合理控制，底板混凝土沒有產生微裂縫，受到業主的好評，取得了良好的經濟效果和社會效果。在今后的施工中要不斷地總結，積累和完善質量控制的各方面經驗。