大體積混凝土裂縫施工措施的探討

陳慶東

摘 要：本文主要針對大體積混凝土裂縫的施工措施展開了探討，通過結合具體的施工實例，對大體積混凝土裂縫成因及溫度裂縫形式作了詳細的闡述，并系統分析了裂縫控制的主要技術措施，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：大體積混凝土；裂縫；施工措施

大體積混凝土作為如今工程施工常用的建筑材料之一，隨著建設工程日漸增多而得到越來越廣泛的應用。但是大體積混凝土存在著水化熱的現象，容易產生裂縫，從而影響到混凝土結構的整體性、耐久性和防水性，更甚者會破壞到建筑的施工質量，因此，需要采取有效的施工措施做好防范和應對。基于此，本文就大體積混凝土裂縫的施工措施進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定幫助。

1 工程概況

某醫院直線加速器機房位于地下室1層，其平面尺寸為24.92m×11.93m，高6.25m，墻體最大厚度為2.7m，頂板最大厚度為2.7m。屬于大體積混凝土。采用混凝土強度等級為C45，抗滲等級P8。

2 大體積混凝土裂縫成因及溫度裂縫形式

混凝土裂縫產生的原因包括荷載作用、溫度作用、干濕作用、基礎位移。其中溫度作用是大體積混凝土裂縫產生的主要原因。

對于大體積混凝土，其外部的水化熱量散失較快，而積聚在結構內部的水化熱則不易散失，造成混凝土各部位之間的溫度差和溫度應力，溫度和溫度應力差成正比。當這種溫度應力超過混凝土的內外約束應力時，則產生溫度裂縫。

大體積混凝土產生溫度裂縫主要有以下2個原因：

（1）大體積混凝土中的水泥所產生的水化熱引起的溫度差；

（2）內部約束及外部約束。

溫度裂縫分為2種形式：

（1）表面裂縫。大體積混凝土澆筑初期，水泥水化產生大量水化熱，形成外低內高的溫差，這種溫差會使大體積混凝土內部溫度分布不均勻，引起質點發生的變形不一致，從而產生內約束。大體積混凝土中心由于溫度較高，所產生的熱膨脹也較表面大，因而在混凝土中心產生壓應力，而表面則產生拉應力。當表面拉應力超過混凝土的抗拉強度時，就會在大體積混凝土的外表面產生裂縫，這種裂縫比較分散，裂縫的寬度和深度也很小，稱為表面裂縫。

（2）貫穿裂縫。大體積混凝土澆筑后數日，水泥水化熱基本已釋放，大體積混凝土會從最高溫度開始逐漸降溫，降溫的結果會引起混凝土的收縮，同時混凝土中多余水分也隨之蒸發，這樣就會引起混凝土體積出現不同程度的收縮。而地基、其他結構往往會對大體積混凝土進行約束，讓其不能自由變形，在這種外部約束的作用下，混凝土的內外溫差就會產生溫度應力。這種溫度應力一般是拉應力，當該溫度應力超過混凝土的抗拉強度時，就會從約束面開始向上出現開裂，從而形成溫度裂縫。若溫度應力足夠大，裂縫會連續產生，甚至會貫穿整個截面，形成貫穿裂縫。

3 裂縫控制的主要技術措施

3.1 原材料與配合比設計

（1）選擇P.S42.5水泥。對于體積較大的結構，應優先選擇中熱水泥甚至低熱水泥。再有，可充分利用混凝土后期強度，以減少水泥用量。

（2）摻入18%粉煤灰。在保證強度指標的情況下，采用粉煤灰取代部分水泥，能顯著降低水泥用量。雖然粉煤灰作為活性材料也會釋放水化熱，但它放出的水化熱較低，且升溫速度慢，因而能起到降低水化熱和延長溫升時間的作用。同時還可減少砂子對混凝土的泌水的作用，并改善細骨料的級配。

（3）摻加JM-III改進型混凝土高效增強劑。JM-III改進型（抗裂、防滲）混凝土高效增強劑，可以改善混凝土拌合物的流動性、黏聚性和保水性。具有減水率大、膨脹性能好、高效緩凝等特點，在降低用水量和提高強度的同時，還可以降低水化熱，推遲熱峰的出現時間，從而減少溫度裂縫。

（4）混凝土配合比。本工程采用泵送混凝土，工程要求混凝土強度等級為C45，抗滲標號為P8，且具有良好的和易性、流動性。經試驗優化設計，其質量配合比為：水：水泥：砂子：碎石：JM-III：纖維：粉煤灰=170：380：680：1090：31：0.6：70。

3.2 施工與養護

3.2.1 施工過程中裂縫控制措施

（1）直線加速器部位因施工進度安排在7月下旬施工，時逢高溫季節，為控制混凝土的入模溫度，較大部分工作量在氣溫相對較低的夜晚施工。

（2）墻體與頂板混凝土整體連續一次性澆筑，澆筑時先豎向后水平構件，中間不設置施工縫。

（3）墻體混凝土澆筑前底部先灌入少量同混凝土配比的水泥砂漿進行接漿。墻體混凝土采用分層澆筑的施工工藝，目的在于放松約束程度，減小溫度梯度，避免溫度裂縫的出現。每層澆筑高度不大于50cm，沿墻體循環均勻布料，不得超厚，同時澆筑速度控制在1m/h以內。

（4）頂板混凝土澆筑完畢后在初凝前1～2h，先用平板振搗器振搗，再用長刮杠按標高找平，在終凝前用鐵滾筒碾壓數遍，待表面收水后，再用木抹搓平，以閉合收縮所致的裂縫，保證頂板混凝土的質量。

3.2.2 養護過程中裂縫控制措施

（1）在墻板外側面掛上3層塑料薄膜和2層草簾的覆蓋。要求在控制內表溫差的前提下，盡可能推遲保溫層開始覆蓋的時間，因為過早進行保暖，勢必增加混凝土的最高溫升，對減少外約束應力不利。混凝土保溫時間最好安排在混凝土接近或達最高溫升時進行。

（2）待頂板混凝土表面可以上人，現場以人踩無腳印為準。采用黏土標準磚砌筑1/2磚、高20cm蓄水池，并用1：2水泥砂漿粉刷。蓄水深15～20cm，利用水具有一定的隔熱保溫效果使混凝土在預定時間內具有一定的抗裂強度，從而達到控制裂縫目的。

（3）采取14d以上長時間的養護，延緩降溫時間和速度，充分發揮混凝土應力松弛效應。

3.3 溫度監控

3.3.1 監控設備

采用JDC-2型建筑電子測溫儀。混凝土澆筑前將傳感器的測溫線按照豎向測溫點所需距離固定在相應位置的鋼筋上，其中要嚴格控制標高；測溫線溫度傳感器與鋼筋之間做好隔熱處理，可墊塑料墊塊予以隔熱，綁扎牢固；測溫線插頭露出混凝土表面30cm左右，并用塑料袋包裹好待用；測溫時將插頭插入電子測溫儀插座中，讀取溫度數據并及時記錄即可。

3.3.2 測點布置

測點布置須具有代表性，能全面反映大體積混凝土內各部位的溫度，從大體積混凝土斷面全高度考慮，應包括底面、中心和上表面，從平面考慮應包括中部和邊角區。選取墻體厚2.7m部分及頂板厚2.8m部分作重點監控。

具體測點布置如下：墻頂下10cm、H/4、H/2（H為墻高）和頂板的板頂下10cm、h/2、板底上10cm處。

3.3.3 監控制度

混凝土入模后即由專人觀測，頻次先密后疏，確保溫度測值的連續性并測得最大值和最小值。正式觀測從混凝土入模后開始，5d內每2h進行1次，14d內每4h進行1次，28d內每8h進行1次，總的觀測時間為28d。

4 結語

綜上所述，大體積混凝土裂縫一直以來都是工程施工所要特別重視的問題，為了避免工程的施工質量因混凝土裂縫而被影響，就需要選取合適的原材料、優化配合比設計，并在施工前后采取相應有效的措施做好防范和應對。只有這樣，才能減少大體積混凝土裂縫的產生，以真正保障工程的施工質量。

參考文獻

[1]李昕鵬.大體積混凝土裂縫控制[J].施工技術.2011（S1）.

[2]郭蓬勃.大體積混凝土裂縫控制的施工技術探討[J].中國科技信息.2013（08）.