試論大體積混凝土施工裂縫控制措施

【摘要】大體積砼具有形體龐大、混凝土數量多、工程條件復雜、施工技術和質量要求高、混凝土絕熱溫升高和收縮的特性。為控制大體積混凝土裂縫，提高施工質量，應從大體積砼的特性出發，控制溫升、減慢降溫速率、減少混凝土收縮、改善約束條件，科學配置，減少裂縫現象的發生，從而達到預期的施工目標。

【關鍵詞】大體積混凝土；裂縫；控制

伴隨著經濟的發展，我國工程建設進入新的發展階段。在國家節能減排的號召下，大體積混凝土的施工日益增多。而大體積混凝土的施工涉及設計、材料、機械、施工環境等多個因素，難度較大，為減少裂縫現象的發生，我們應結合實際情況、統籌全局、科學試配、合理選擇混凝土澆灌時機，嚴格按照施工規范進行施工，實現預期的施工目標。

1、大體積混凝土裂縫產生的原因

1.1內部和表面溫差

在混凝土凝結硬化的過程中，因為水泥水化作用，會出現升溫現象，而混凝土的導熱性能較差，外部的水化熱量快速散失，而結構內部的水化熱不易散失，各部位產生溫度差。在混凝土內部和外部產生較大的溫差時，會產生溫度變形。溫度應力和溫差呈現正相關關系，溫度應力伴隨著溫差的增大而增大，當溫度應力超過混凝土內外的結構約束力時，裂縫現象發生。因為大體積混凝土形體龐大需要的水泥量巨大，尺寸愈大，溫度應力越大，導致大體積混凝土常常發生裂縫。

1.2抗拉能力低

混凝土作為一種脆性材料，抗壓能力較強，而抗拉能力較差。抗拉強度僅為抗壓強度的1/10左右；極限拉伸也很小，通常不足1×10-4。因為大體積混凝土易產生溫度變形，如果大體積混凝土在溫度變形時受約束產生的拉應力超過抗拉強度時就會產生裂縫。雖然在設計時要求不出現拉應力和出現在極限拉伸程度下的拉應力，但是在具體的施工設計時，由于溫度變化而產生較大的拉應力，而把溫度變化產生的拉應力控制在極限拉伸下又是極為困難的，因而大體積混凝土常常發生裂縫。

1.3約束影響

體積變化受約束會產生拉應力。約束分為外約束和內約束。外約束是指基礎或其他外界因素對結構物的約束；內約束是因為表面體積收縮，受內部約束。外約束和內約束都會產生拉應力。而產生的原因均來自水泥水化產生的熱量，在表面易于散失而在內部不易散失。內約束在受到氣溫驟降會產生溫度變形而產生拉應力，由此產生的裂縫主要是表面裂縫。

2、大體積混凝土裂縫的控制

2.1大體積混凝土的原材料選擇和質量要求

大體積混凝土的原材料料選擇主要包括水泥、粗細骨料、混合料和外加劑。水泥作為混凝土的主要材料，應選用水化熱較低的水泥來盡量降低單位水泥用量，因為裂縫產生的主要原因在于水泥水化產生的熱量，在內部和外部產生溫度應力而發生裂縫；粗細骨料的選擇應符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂石質量及檢驗方法標準》，骨料的選用應級配合理、粒形良好、質地均勻堅固，巖石的抗壓強度與混凝土的等級之比不應小于1.5，同時降低溫凝土的干縮；混合料和外加劑作為重要的輔助材料，在混凝土中如加入水泥重量0.25%木質素磺酸鈣就能減少10%的拌合用水，從而降低水化熱，并延緩水化熱的釋放速度，減緩水化熱峰值的出現；在混凝土中摻入適量的煤粉灰可以代替部分水泥，減少混凝土的用水量，即減少了水化熱，減少泌水和離析現象的發生。在混凝土中摻入混合料的主要目的在于減少水泥或者用水，減少水化熱延緩水化熱的釋放速度。而在混凝土中摻入外加劑，能夠增加混凝土的結構密實性，補償混凝土的干縮冷縮提高防滲能力，如加入UEA膨脹劑。

優化混凝土配合比，根據選用的原料，確定混凝土配合比。根據施工要求確定混凝土配置強度和施工坍落度；確定單位用水量，選擇水灰比；確定混凝土砂率，計算單位混凝土粗、細集料用量；在高性價比的原則下，確定混合料和摻加劑的類型和用量；對理論基準配合比設計的結果進行試拌調整并確定試驗室配合比。

掌握大體積混凝土的溫度變化規律，對溫度變化及時進行觀測，在底板混凝土的上、中、下進行布點觀測，及時了解溫差對于混凝土質量的影響，便于采取相應的技術措施，防止混凝土開裂現象的發生。施工中嚴格執行《混凝土工程施工及驗收規范》，滿足表面和內部溫差“不宜超過25℃”的要求。

2.2大體積混凝土的施工工藝

對大體積混凝土，采取分層分塊澆筑方式施工，在第一層混凝土還未初凝前，澆筑上一層，振動棒應插入下一層50mm-100mm以消除裂縫，同時施工中要嚴格控制震動時間，防止石子下沉引起的混凝土結構不均勻；施工中注意分散混凝土的放熱峰值。在混凝土初凝時粗抹面一次，在混凝土終凝前，進行第二次抹光，盡量消除混凝土表面的龜裂裂紋，防止建成后出現氣溫驟降而發生的開裂；施工現場應注意遮蔽，防止烈日暴曬混凝土表面；控制澆筑溫度，使新拌混凝土的溫度盡量控制在6℃以下，為達到溫度要求，可采取水中加碎冰的方式；另處施工現場還應預埋冷卻水管，用循環水進行人工導熱，降低混凝土的內部溫度，以減少水化熱的釋放。

混凝土養護的目的是在適宜的溫度和濕度環境下使混凝土凝結硬化，逐漸達到設計要求的強度。通常情況下可采用自然養護，但注意要用可行的材料覆蓋混凝土表面并適當澆水，使混凝土在規定的時間內保持足夠的濕潤狀態。在條件允許的情況下，可輔助以噴膜養護和蒸汽養護等多種方式，控制內外溫差防止早期和中期裂縫。

結語：

伴隨我國經濟的迅速發展，工程建設發展進入新的時代。在我國節能減排的號召下，大體積混凝土的發展日益增多，但由于本身絕熱溫升高和收縮的特性導致裂縫現象頻繁，我們應該通過在符合質量要求的前提下選擇合適的材料，提高大型混凝土的施工工藝，減少混凝土裂縫現象的發生達到預期的工程目標。

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作者簡介：

廖榮（1964-），女，副教授。