大體積混凝土裂縫預防控制

【摘要】本文首先解釋了大體積混凝土的含義，分析了大體積混凝土容易產生裂縫的原因，結合現場實際情況，通過對原材料、機械、澆筑過程、養護等方面采取控制措施，達到預防大體積混凝土裂縫的出現目的，從而做到對大體積混凝土裂縫的預防和控制。

【關鍵詞】 大體積 裂縫 水化熱

1大體積混凝土的定義

大體積混凝土很難下一個確切的定義，其主要特點是：結構體積大、混凝土方量大、施工結構復雜。日本建筑學會標準（JASS5） “結構斷面最小尺寸在80cm以上，水化熱引起混凝土內的最高溫度與外界氣溫之差，預計超過25℃混凝土，稱為大體積混凝土”。

在《大體積混凝土施工規范》GB 50496-2009中是這樣定義的：“大體積混凝土是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”。

2工程概況

該泵房基礎為鋼筋混凝土結構，長87.15m，寬51.4m，伐板厚度2m，底板頂標高最高為-21.130m，底板底標高最低為-25.730m，基坑為花崗巖巖石，墊層為120mmC15混凝土，結合現場攪拌站、機械設備、人員以及現場實際場地情況對其裂縫進行預防。

3 大體積混凝土裂縫的產生原因及其危害

由于該伐板基礎較大，基坑為巖石，不考慮不均勻沉降的因素。造成該基礎產生裂縫的主要原因是由于大體積混凝土產生的水化熱較大，自身溫度升高較大且自身的導熱性較差，養護、覆蓋不到位等原因造成混凝土內外溫度差異較大，從而產生溫度應力，在溫度應力作用下混凝土發生收縮或膨脹變形，當溫度應力超出混凝土抗拉強度所能允許范圍時，便產生裂縫。

混凝土裂縫的危害：影響混凝土結構的使用功能，輕者影響工程的使用壽命，嚴重會影響到結構安全，危及人們的生命安全，所以必須對裂縫加以控制和預防。

4 大體積裂縫的預防控制

對于泵房伐板基礎在施工過程中的裂縫，主要是由于混凝土內外溫度差異引起的裂縫，所以控制裂縫出現，首先控制水化熱，控制混凝土內外溫度差異。

《大體積混凝土施工規范》GB 50496-2009中規定“混凝土澆筑體在入模溫度基礎上的溫升值不宜大于50℃；混凝土澆筑塊體的里表溫差（不含混凝土收縮的當量溫度） 不宜大于25℃；混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0℃/d；混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于20℃。”為滿足上述要求，福清核電施工現場分別在入模溫度、養護方面采取了相應的技術措施。

4.1 控制混凝土自身絕對升溫的影響

4.1.1 技術方面控制

攪拌站在規范以及技術規格書要求范圍內，選取熱量較小水泥，在滿足強度要求的前提下降低水泥用量，利用粉煤灰和水泥進行等量替換，從根源降低水泥水化反映放出的熱量。

4.1.2 原材料方面控制

施工現場增加水泥儲備，使水泥使用在水泥安定期以外，降低水泥本身熱量。對骨料堆放倉庫搭設頂棚，避免骨料長時間太陽直射，溫度升高，造成混凝土溫度升高。

4.1.3 攪拌以及澆注過程控制

混凝土攪拌機組配備制冰設備，降低混凝土出機溫度，運輸車采用保溫罐車；現場澆注過程定時（不超過4小時）對入模溫度進行檢測，避免出現溫度大于30℃。

4.1.4 施工方法控制

由于混凝土導熱性差，盡量減少熱量的積累，連續兩塊或上下兩層的澆筑時間間隔，必須大于14天，避免出現在入模溫度的基礎上升溫超過50℃的情況。并通過公式1-1計算出各齡期的最大絕熱升溫 ，通過公式1-2計算出混凝土各齡期的內部最高溫度 ，從而確保混凝土入模后的實際升溫幅度不超過50℃，通過公式1-3計算出混凝土的表面溫度，通過公式1-4計算出混凝土各齡期的內外溫差 ，驗證內外溫差，確保內外溫差不大于25℃。

混凝土最大絕熱升溫計算：

1-1

——澆注完后，t天內混凝土的絕熱升溫（℃）；

——混凝土中水泥（包括外加劑、摻合料）用量（kg/m3）；

——膠凝材料水化熱總量（kg/kg）；

——摻合料折減系數（粉煤灰取0.25～0.3）；

——水泥28d水化熱（kg/kg）（查建筑施工手冊表10-81）；

——為常數，取2.718；

——混凝土的齡期（d）；

——混凝土的密度、取2400（kg/m3）

——混凝土的比熱、取0.97

——系數，隨澆注溫度改變（查建筑施工手冊表10-82）

各齡期混凝土的中心溫度計算：

1-2

——t齡期混凝土中心最高溫度（℃）；

——混凝土澆注的入模溫度（℃）；

——最大絕熱升溫（℃）；

——t齡期溫降系數（查建筑施工手冊表10-83）；

混凝土表面（指表面下50～100mm處）溫度的計算：

1-3

——混凝土的表面溫度（℃）；

——施工期大氣平均溫度（℃）；

——混凝土虛厚度（建筑施工手冊公式10-48）；

——混凝土計算厚度（建筑施工手冊公式10-49）；

——混凝土中心最高溫度（℃）；

各齡期混凝土的內外溫差計算

1-4

——混凝土內外溫差（℃）

——t齡期混凝土中心最高溫度（℃）

——混凝土的表面溫度（℃）

4.2 控制外界環境的影響

4.2.1 測溫檢查控制

大體積混凝土散熱較慢，一般混凝土內部溫度可達65℃左右，且持續時間較長，外界環境溫度的影響是顯而易見的，保溫、保濕養護顯得尤為重要， PX泵房伐板結構為及時掌握混凝土內部溫度、表面溫度和溫差變化情況，做到信息化施工管理，使混凝土溫度處于受控狀態，在大體積混凝土中埋設測溫點，及時依據溫度變化情況，采取保溫、保濕措施，防止混凝土出現裂縫。

混凝土澆注完后，委派專人對混凝土進行測溫并進行統計，前7d每2h對溫度檢測一次，后7d每4h對溫度檢測一次。依據溫度梯度趨勢及時采取相應的處理措施，如混凝土內外溫差接近25℃、降溫速度接近2.0℃/d時，以最快速度采取保溫處理措施，避免混凝土裂縫的出現。

4.2.2 養護控制

混凝土養護和覆蓋的時間，泵房地處沿海地區，日常風力較大，所以泵房每塊混凝土澆筑完成后及時采用彩條布覆蓋，基本收面工人均在彩條布下進行收面，避免由于表面風干較快，內部溫度較高，里表產生較大強度差，而產生裂縫。

混凝土的養護方法：養護采取兩層濕麻袋加一層塑料布薄膜再加三層干麻袋和一層塑料布薄膜覆蓋的保溫保濕養護措施，不允許混凝土裸露在空氣中天氣突變、降溫時，增加覆蓋或更換干麻袋等具體措施，來確保混凝土內外溫差不超過25℃，避免出現裂縫，冬季或溫差較大時期施工側壁采用帶模養護。

5 結語

從泵房基礎伐板經過六次混凝土澆筑的經驗證明，大體積混凝土施工過程中，裂縫是可以預防和控制的，只要嚴格按規范以及施工方案對各工序進行控制，在大體積混凝土施工過程中裂縫是可以避免的。

【參考文獻】

《建筑工程施工質量驗收統一標準》GB50300-2013

《大體積混凝土施工規范》GB 50496-2009