淺析體積混凝土開裂起因及防治

鄭傳增

（福建匯海建工集團公司）

淺析體積混凝土開裂起因及防治

鄭傳增

（福建匯海建工集團公司）

大體積混凝土結構的截面尺寸較大，由于水泥在水化熱反應過程中釋放的水化熱所產生的溫度變化、混凝土收縮和外界環境變化的共同作用，會產生較大的收縮應力和溫度應力，從而導致混凝土出現裂縫。本文結合工程實踐，對大體積混凝土裂縫產生的原因進行分析，對裂縫產生的原因，提出了防止大體積混凝土結構產生裂縫的具體措施，對于大體積混凝土施工有一定的指導意義。

大體積混凝土；原因分析；施工技術措施

大體積混凝土產生裂縫的原因受到混凝土原材料選擇、混凝土配合比設計、施工工藝、外部荷載作用等因素影響。大體積混凝土之所以產生裂縫，主要是混凝土所自身產生的拉應力超過混凝土本身的抗拉強度設計值所造成的，為了減少和控制裂縫的出現，就必須采取措施盡最大可能提高混凝土的抗拉強度性能或者降低混凝土的拉應力。混凝土自身抗拉應力就較小，從成本角度來考慮，提高混凝土的強度比較不經濟，所以降低混凝土的拉應力才是控制混凝土裂縫的有效途徑。

1　裂縫產生的原因

1.1溫度引起的裂縫

大體積混凝土由溫度造成的裂縫有兩種情況：①由于混凝土在硬化過程中因內外溫差較大引起的。大體積混凝土因水泥用量大、散熱慢造成溫度不斷上升，從而使混凝土表面和內部產生較大溫差。外部混凝土散熱溫度降低而產生收縮，內部混凝土在硬化過程中水泥釋放出大量的水化熱而膨脹，形成裂縫。這種溫差僅在表面處較大，因此裂縫只在接近表面的范圍內發生，表面層以下結構仍保持完整。②由于氣候溫度的變化引起的，在溫度下降后混凝土將產生收縮而產生拉應力，當拉應力超過混凝土本身的抗拉強度設計值時將產生裂縫。

1.2干縮引起的裂縫

混凝土的干縮裂縫是由于蒸發和混合料內部發生水化作用，混合料的水份會不斷減少。由于水的減少而發生的毛細管作用、吸附作用、分子間力的作用、材料礦物晶體或凝膠體間層間水的作用和碳化收縮作用等會引起半剛性材料產生體積收縮，從而產生干縮裂縫。在混凝土受到某種約束的情況下，干縮變形會出現較大的拉應力，特別是在初凝階段，由于混凝土抗拉強度十分低，容易引起混凝土開裂。

1.3其他原因

大體積混凝土水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起化學反應會產生裂縫；建筑結構物地基不均勻沉降也可產生裂縫，這類裂縫隨著基礎沉降而不斷增加，但待地基穩定后將不會發生變化；荷載作用引起的裂縫；混凝土自身的不均勻性和脆性都是混凝土易于形成裂縫的內在的因素。

2　裂縫的防治措施

2.1精心編制施工組織方案

項目經理組織項目技術負責人、施工員、班組長等技術人員根據建設、設計、監理和大體積混凝土施工的標準、規范等要求，結合工程的特點，有針對性的提出施工的難點和重點，采取相應的技術預防措施，從商品混凝土、混凝土澆筑施工、混凝土溫度控制等多方面控制。按規定的程序申報后，方才實施。

2.2商品混凝土

項目部從合格供應商中多家商品混凝土供應商優中選優，進行現場考察，最后確定信譽良好，供應量充足的商品混凝土公司作為該工程供應商，在簽訂商品混凝土供應協議時，必須申明使用部位混凝土的性能與數量，明確混凝土的供應能力應滿足混凝土連續施工的需要。原則上框定混凝土強度等級、抗滲等級、坍落度、澆筑時間和工程部位等數據，工程質量在材料保證上首先得以落實。

2.2.1商品混凝土原材料

商品混凝土原材料及配合比必須符合相關國家規范和施工組織設計方案規定。針對工程施工的季節、氣候、運距以及工程特點等多方面因素，對大體積混凝土的配合比有針對性的試配，依據試驗結果確定施工配合比。原材料及混凝土的檢驗試驗報告必須在施工前報交建設單位、監理單位查驗，經建設單位、監理單位、施工單位等共同認可后，方允許投入施工。

2.2.2商品混凝土供貨

為了保證混凝土能夠及時運送到工地，項目部指定懂技術、溝通能力強的專人與商品混凝土公司加強溝通。參與混凝土供應商對運輸線路進行考察，確定了攪拌站到工地的線路，準備應急方案，確保混凝土及時送到現場。根據當時的交通狀況和現場條件，做好調整交通方案和制定應急方案，完善混凝土供應方案，預防大體積混凝土在澆筑過程中，出現停、斷混凝土的情況。

2.2.3保證混凝土質量措施，做好商品混凝土進場檢驗

要求商品混凝土供應商出廠的混凝土車嚴格檢查，不符合要求的混凝土不準出廠。指定專人進行每車混凝土入場后都必須溫度檢測，檢測合格后方可使用。根據混凝土澆筑量大小和施工進度，合理調整攪拌進度，使混凝土的澆筑溫度符合要求。在現場取樣時，以攪拌車卸料1/4后至3/4前混凝土為代表，進行坍落度測試，坍落度必須與出站前坍落度允許偏差≤20mm。

2.2.4商品混凝土試驗

商品混凝土供應商應提供商品混凝土書面資料，即提供：原材料出廠合格證、試驗報告、含堿量報告；商品混凝土配合比申請通知單；商品混凝土開盤鑒定書；商品混凝土出廠合格證；商品混凝土抗壓試驗報告、抗滲試驗報告。

2.3混凝土施工

2.3.1施工技術準備

（1）大體積混凝土施工前應進行圖紙會審和技術交底，根據大體積混凝土施工規范計算澆筑體溫度應力和收縮應力，確定施工階段主要抗裂構造措施和溫控指標，提出施工階段的綜合抗裂措施，制訂關鍵部位的施工方案。

（2）根據施工進度計劃，落實混凝土主要施工設備、現場總平面布置、混凝土澆筑運輸順序，明確連續澆筑施工類型和順序。根據實際需要設置水平施工縫時，除應符合設計要求外，還要依據混凝土澆筑過程中溫度裂縫控制的要求、混凝土的供應能力、鋼筋工程的施工、預埋管件安裝等因素確定其間隙時間。施工設備在澆筑混凝土前應進行全面的檢修和試運轉，施工現場的供水、供電應滿足混凝土連續施工的需要。

（3）大體積混凝土施工前，應做好混凝土的模板和支架、鋼筋工程、預埋管件、溫控監測設備和測試等隱蔽工程驗收，驗收合格后才能進行下一道工序的施工。對項目部成員、施工班組長和操作工人進行逐級進行技術交底并簽字，同時應建立嚴格的崗位責任制和交接班制度。

2.3.2混凝土澆筑

各個施工階段采用一次性連續澆搗方案，因板厚度最大的1500厚，因此采用分段逐層斜面式薄層澆筑，將筏板底板混凝土分三層，每層厚度≤500mm，并利用混凝土自然流淌形成斜坡式接槎面。混凝土澆筑時應安排有序，振動棒采用梅花布點，要求振搗至混凝土無明顯下沉，每次振搗時間以20～30s為宜，基本不出現氣泡并開始泛漿為準。振搗棒插點采用行列式的次序移動，每次移動距離不超過振搗棒的有效作用半徑的1.25倍。振搗操作要“快插慢拔”，要“先振低處，后振高處”以防止混凝土內部振搗不實；振搗時，要盡量避免碰撞鋼筋，管道預埋件等。每層混凝土都應進行二次振搗。因二次振搗時間過早對混凝土密實起不到效果，振搗過晚則容易發生混凝土無法回流密實。所以必須掌握好二次振搗的時間。

針對澆筑施工部位的重點和難點，在技術交底中進行明確，派專人進行監督，防止操作工漏振、欠振。

大體積混凝土經振搗后表面水泥漿較厚，容易引起表面裂縫。在振搗最上一層混凝土時，注意要控制振搗時間，注意避免表層產生太厚的浮漿層。根據測設的標高控制點，將表面拍平整。在澆搗后，必須及時用長刮尺，將多余浮漿層刮除，在混凝土收漿接近初凝時，表面進行二次抹光。在混凝土收漿凝固施工期間，無關人員不得在未干硬的混凝土面上隨意行走，收漿工作完成的面必須同步及時覆蓋表面養護保護層。

2.3.3混凝土防裂控制養護及溫度控制措施

（1）正確的保護、養護措施是防止大體積混凝土裂縫的關鍵，混凝土的養護條件包含混凝土的潮濕狀態及養護溫度。濕養可以使混凝土盡可能接近于飽和狀態，防止混凝土表面脫水產生干縮裂縫；保溫養護的目的主要是降低大體積混凝土澆筑體的內外溫差，以降低混凝土塊體的約束應力，同時降低混凝土塊體的降溫速度，達到防止產生和控制裂縫的目的。

（2）為降低混凝土水化熱，在混凝土的內部通入冷卻循環水，通過循環法保溫養護，加快混凝土內部的熱量散發。為能夠準確地測量出混凝土內部溫度，在大體積混凝土中預埋測溫管，采用電子溫度計測溫。上下層溫差控制在15～20℃之內，不得超過25℃。根據各測點的溫度，可及時繪制出混凝土內部溫度變化曲線圖，對照混凝土理論計算值，分析存在的問題，因時、因地地采取相應的技術措施。

3　結束語

綜上所述，混凝土在施工過程中應制定好詳細的施工組織方案，加強對商品混凝土原材料、供貨、進場檢驗、試驗、施工技術準備、澆筑、養護及溫度控制措施全過程的質量控制，使混凝土施工質量自始至終處于受控狀態。同時在具體施工中依靠我們多觀察、多比較、出現問題后多分析、多總結，再結合多種預防處理措施，大體積混凝土的裂縫是完全可以控制甚至避免的。

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TU755.7

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2015-3-29