大體積混凝土施工技術分析和裂縫預防措施

邵建國 （福州三橋建筑工程有限公司，福建 福州 350007）

0 引 言

隨著城鄉建設的迅速發展，高層建筑結構非常普遍，支撐它們的自然少不了大體積混凝土。這種混凝土由于原料豐富、價格經濟、耐久性好、抗壓性強、等級方位寬等優點，受到了施工單位的歡迎。然而，施工過程中如果不注意對施工技術進行把控，則容易導致混凝土受溫度應力影響或者自身收縮等原因產生裂縫，進而影響建筑結構的受力性能和質量安全。因此，在大體積混凝土的施工上，施工單位必須采取有效的措施對施工的每個環節進行把控，以改善這一問題。

1 大體積混凝土施工技術的特點分析

大體積混凝土可定義為：混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于1m 的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土。[1]

它與普通的混凝土有顯著的區別，且無論在體積、性能或者施工技術上都有比較特殊的表現，其主要的特點可從斷面尺寸、氣溫、結構等幾部分來加以分析。首先，大體積混凝土水泥使用量非常大，斷面尺寸會比較大，這是由于混凝土澆筑之后水化熱產生收縮應力和溫度應力，當這些應力大于混凝土的承受能力時，會產生裂縫，給混凝土質量帶來危害。其次，從材料自身特點來講，大體積混凝土是一種脆性材料，抗拉強度低，容易產生不同程度和不同形式的裂縫，加之結構中配筋很少，這些都容易引起質量問題，需要引起施工人員的重視。

2 大體積混凝土裂縫的成因分析

大體積混凝土產生裂縫，是工程中最容易出現的質量問題之一，其產生的原因不僅受外部因素影響，也跟材料自身及施工技術有非常大的關系。裂縫成因通常有以下幾方面。

2.1 原材料不合格產生的裂縫

在施工前進行原材料選擇時，很多施工單位往往為了降低成本，沒有按照混凝土工程的具體情況和設計要求來進行材料的選擇。比如采用不合適標號的水泥導致水泥的用量變大，也增大了產生裂縫的機率；水泥硬化后，若發生不均勻的體積變化容易膨脹裂縫，這就要求必須選用體積安定性好的水泥。集料含泥量過大、集料顆粒級配的情況不佳、粗集料里面針片狀的含量較高等因素， 都容易導致混凝土收縮增大進而產生裂縫。此外，鋼筋銹蝕也容易導致裂縫。混凝土在腐蝕的環境中容易與空氣中的二氧化碳產生化學反應生成碳酸鈣與水，減小堿度，使得鋼筋容易被銹蝕，進而導致裂縫產生。

2.2 溫度應力產生的裂縫

溫度應力裂縫是由于內外溫度不同將產生溫差和溫度應力。混凝土在硬化過程中，水泥的水化產生的大量熱量使混凝土澆筑體內部溫度變化劇烈，而混凝土表面受外界環境溫度影響溫度較低，內外的溫差產生溫度應力，當溫度拉應力比混凝土的抗拉能力要大的時候，就容易產生裂縫。

2.3 堿骨料反應產生的裂縫

堿骨料反應是水泥基材料的主要耐久性問題之一。它是指在合適的濕度下，水泥中堿性氧化物含量和骨料中的活性成分產生化學反應，生成具有吸水膨脹性能產物在骨料表面，吸水之后體積迅速膨脹從而產生混凝土裂縫。

2.4 澆筑工藝不足產生的裂縫

澆筑混凝土之時，施工方法不規范或者振搗不善，就容易產生裂縫。在澆注混凝土前，如若未對模板和墊層進行灑水或者灑水量不夠，則會產生塑性收縮，造成裂縫。多次抹面則容易造成混凝土的細骨料浮于混凝土的表面，產生水泥漿層，漿層一旦收縮，表面就容易產生裂縫。此外，混凝土的強度不達標，拆模的時候過于太早，未終凝的情況下進行加荷等，皆能引起混凝土的彈性變形，導致裂縫產生。

3 預防大體積混凝土裂縫產生的有效措施

為了從源頭上控制大體積混凝土的質量水平，需要施工技術人員對混凝土結構中的裂縫成因進行深入研究，對大體積混凝土施工中各個環節進行重點把控。

3.1 對基礎材料進行優化選擇和設計

為保證大體積混凝土施工的施工質量， 需嚴格要求基礎材料的使用。施工前不僅需要對集料顆粒進行嚴格選擇，還應注意選用恰當的水泥用量，摻合料的選擇也要爭取最佳，這樣才能有效預防裂縫的產生。

3.1.1 粗、細集料的選擇

對細集料的選擇時，要注意選擇含泥量小、級配、良好，質地堅硬， 且粒徑≤5mm 的河沙粒。 粗骨料要注意選擇質地堅硬、針片狀含量要少并且級配良好的材料。有條件的可進行堿活性試驗。所有集料根據規格分別堆放集料，不能混雜在一起。

3.1.2 水泥的選擇

在進行水泥的選用時，主要原則就是：強度達標、收縮小、易性好，同時盡量做到材料的節約。驗收水泥時，需重點留意品種、強度、證明文件和出廠時間等。如果水泥受潮或存放時間過長，需重新取樣做檢驗并根據復驗結果進行使用。

3.1.3 混凝土強度的選擇

混凝土強度等級按照結構要求應適中。一般來說，混凝土材料等級越高，脆性越大，也就更容易開裂。所以，在進行混凝土強度的選擇時，一定要避免早期強度過高。

3.2 對施工中各工藝環節進行技術控制

大體積混凝土施工質量的好壞，不僅受到原材料質量和配合比成分等因素的影響,施工過程中混凝土澆筑、振搗、檢測、養護等工序都直接影響著工程質量。施工技術人員應嚴格遵照技術規范，對施工各環節進行技術控制，以確保混凝土施工質量。

3.2.1 混凝土澆筑

混凝土澆筑技術水平的高低決定了施工質量的好壞。 科學的澆筑應采用分層、分段進行并計算好時間，保證澆筑時不能有間斷，從而盡快減少內外溫差，避免施工縫或冷接縫的產生。

澆筑時應注意：①使用混凝土泵操作。在澆筑起始時，施工人員需熟練掌握澆筑工藝、構件截面等各種情況，從而合理選擇混凝土配合比和坍落度與砂率。正常來說，施工中基礎與樓板還有屋面用的坍落度應當在120mm，柱、墻用的混凝土坍落度應當在150mm。②施工前將一定的水注入混凝土泵里面打濕泵壁以預防混凝土泵阻塞，操作完成之后將水泥砂漿和混凝土骨料倒入混凝土泵里面，使用材料比率為1：2。澆筑順序依次為核心筒墻、柱、梁、板等。在澆筑時應連續澆筑，間隔時間不得大于20min。用混凝土泵進行澆筑時應避免在同一個地方進行澆筑，務必平移動泵管。③完成混凝土澆筑2h～3h 以后進行表面處理，必須在使用平模把混凝土的表面撫平之后，再用木模進行抹壓，等混凝土完全收水了，再次進行第二抹面，最后覆蓋塑料薄膜。④澆筑地下室的頂板時，要根據地下室超大型長無縫混凝土的施工方案，進行和它互相適合的澆筑，進行2～3次的抹平與抹壓。

3.2.2 混凝土振搗

大體積的混凝土的振搗也是施工技術中重要的環節。施工時，應在混凝土泵每個澆筑帶前后進行振動棒的安裝。前置振動棒能夠對下部的混凝土密實起到保障作用，要在底排的鋼筋混凝土坡腳處進行安裝，后置振動棒能夠搗實上部的混凝土，應于混凝土的卸料點進行安裝。在進行澆灌振搗的時候，應于振動界限前進行第二次振搗，以排除混凝土泌水和內部氣泡，避免在粗骨料、水平鋼筋下部生成水分和空隙，使混凝土與鋼筋的握裹力得以提高，使混凝土密實度增高，最終使抗裂性得以提高。振搗時間應根據混凝土的坍落度來計算，避免過振或者漏振， 當混凝土的表面出現浮漿且不往下沉就可以停止振搗。

3.4 大體積混凝土的溫度監測和養護

對施工溫度進行檢測可有效地避免混凝土溫度裂縫的產生。施工時，在混凝土強度達到要求的情況下，可以適當減少水泥用量以降低混凝土的入模溫度，盡量減小溫度應力產生的不利影響，從而減小混凝土產生裂縫的機率。實踐中發現，通過在砂石料場處的運輸設備上方設置遮陽裝置，并在混凝土中埋置水管，通入冷水，也可顯著降低混凝土澆筑溫度。施工中對混凝土的溫度監測應不少于20d。 從澆筑起至撤保溫，混凝土的內外溫差應嚴格控制不超過20℃左右， 混凝土表面跟外部環境溫度不得超過25℃。冬季施工時應確保混凝土入模溫度不低于5℃。

大體積混凝土在澆筑完成12h～18h 后，混凝土達到一定強度時進行灑水養護，以減少外界高溫的影響，避免溫度裂縫的產生。大體積混凝土養護時間不得少于14d，若有特殊要求，可根據實際情況適當延長養護時間。

4 結 語

大體積混凝土技術在建筑工程中應用廣泛，必須予以高度重視。當前大體積混凝土施工技術中存在的問題還有很多，欲提高大體積混凝土的施工技術，一定要注意發現并總結經驗改善施工中的問題，優化混凝土的配合比，加強澆筑工藝的改善，切實控制好混凝土的溫度等，皆可使混凝土裂縫的形成減少，進而使建筑工程的基礎更加牢固。

[1]GB50496-2009,大體積混凝土施工規范[S].北京：中國計劃出版社,2009.

[2]劉亮.淺談大體積混凝土施工技術及預防措施[J].科技致富向導,2012(26).

[3]趙學良.談大體積混凝土施工技術及預防措施[J].山西建筑,2014(5).

[4]蔣爾昌,王智,葉建.大體積混凝土澆筑施工產生裂縫預防措施[J].中國新技術新產品,2015(1).