陜南地區夏季大體積混凝土裂縫成因及其施工措施分析

李俊峰

陜西漢中市南鄭區建設工程質量安全監督站 陜西 漢中 723100

前言

夏季全國普遍高溫，陜南地區氣溫尤其高。由于混凝土水化過程中產生大量的熱量，混凝土在澆筑后的溫度都會升高。而澆筑的理想溫度在10℃～15℃，因此施工中要防止大體積混凝土構件裂縫的形成，需采取相應的措施。

1 大體積混凝土

大體積混凝土是一個相對的概念。我國學界的定義也不盡相同。有的規定建筑物的基礎最小邊尺寸在1～3m范圍內就是大體積混凝土。也有的規定混凝土結構物實體最小尺寸等于或大于1m，或預計會因為水化熱引起混凝土內外溫差過大而導致裂隙的混凝土稱為大體積混凝土。本人認為，不能簡單規定混凝土的某個尺寸或某個內外溫差，而應根據實際澆筑時候的外界情況而需采取溫控措施最小體積的混凝土稱為大體積混凝土。

1.1 大體積混凝土裂隙成因

在大體積混凝土中，溫升是由水化熱引起的。混凝土內部溫度升高并且膨脹，而混凝土表面處于冷卻和收縮狀態，如果內外形成溫差過大，則在混凝土表面產生拉應力引起開裂。裂縫的寬度和深度取決于熱的混凝土內部和冷的混凝土外表面之間的溫度差大小。

大體積混凝土很難完全防止裂縫，但如果重視溫控設計并注意改善影響的各種因素，最大限度地減少裂縫及避免嚴重裂縫是可以做到的。

1.2 大體積混凝土溫控途徑

為防止出現開裂，建設工程中的基礎筏板工程或其他無筋混凝土的構件要考慮溫度控制。可通過以下途徑控制混凝土的內部溫度升高：

①水泥用量——120～270kg／m3（粉煤灰、水泥組成膠凝材料）；②大粒徑集料——75～150mm；③高的粗集料用量——可占總集料量的80%；④低熱水泥；⑤摻加火山灰摻和料——其水化熱約為水泥水化熱的25%～50%；⑥冷卻混凝土組分使混凝土的初始溫度降至10℃左右；⑦用預埋的冷卻水管給混凝土降溫；⑧用散熱迅速的鋼模澆注；⑨水養護；⑩每層澆注厚度不大于1.5m。

2 炎熱天氣下大體積混凝土的施工措施

2.1 預防措施

混凝土澆筑的溫度在25℃～35℃之間時，應提前采取措施來改善高溫對混凝土產生的不利影響，確定什么時候采取預防措施比控制最高溫度更為重要，下面的預防措施將會減少在炎熱天氣混凝土遇到的一些問題：

①炎熱天氣時有良好記錄的材料和配合比；②冷卻混凝土或多種混凝土的組分；③采用適宜的混凝土稠度快速澆注和搗實；④盡可能減少運輸、澆注和修整的時間；⑤合理的澆注日程，例如晚上或在合適的天氣下澆注；⑥在澆注和修整中考慮避免水分損失的方法，如遮陽、擋風、噴霧、淋水；⑦抹平后采用臨時養護膜；⑧施工前根據天氣情況確定預防措施。

2.2 混凝土組成材料的冷卻措施

降低混凝土溫度的方法是在拌和前降低混凝土材料的溫度，如冷卻一種或多種組分。在炎熱天氣下，應盡量降低集料與拌和水的溫度。

在混凝土所用材料中，水最易冷卻。我們要盡可能使用較冷的水源，這些水源不要直接暴露在太陽光下，輸水管道應該暗埋、隔熱，使水盡可能保持較低的溫度。

2.3 使用摻和料

摻和料有粉煤灰和火山灰及磨細粒狀高爐礦渣，這些通常能延緩凝結速度以減少坍落度損失。然而進行表面修整時應謹慎，因為蒸發的速度大于泌水的速度可能會導致塑性收縮開裂或裂紋。

2.4 添加外加劑

使用緩凝劑可以有效延長凝結時間，施工開始前，外加劑應在工地的環境下用工地材料進行試驗，確定它們與混凝土組分的相容性以及在特定條件下達到預期效果的能力。

2.5 控制水化熱

水泥水化過程中產生的熱量能升高混凝土的溫度，其程度取決于混凝土澆筑時的體積、周圍環境、混凝土的水泥用量，這就要求在炎熱天氣下澆注大體積混凝土必須采取措施來處理水化熱和溫度體積變形以及開裂。

2.6 大體積混凝土成型前的措施

在高溫天氣時，應將澆注混凝土的時間改在早晚或夜間，可以取得良好的效果，并采取以下措施可以減小大體積混凝土的開裂。

（1）混凝土的運輸、澆筑與修整。在炎熱天氣，應盡快完成混凝土的運輸和澆注，因此必須有充足的人力和設備，以便混凝土運達后能立即進行處理與澆注。

首先應減少攪拌時間，使攪拌產生的熱量最小。澆注墻體時應按規定進行薄層澆注，以使得前后兩部分有較充裕的時間。臨時遮陽和擋風有助于減少冷工縫的產生。

（2）預防塑性收縮裂縫。炎熱天氣通常會造成混凝土塑性收縮開裂，通常裂縫為短而不規則形狀。下列情況單獨或同時出現，將加速混凝土收縮開裂的可能：①混凝土表面溫度明顯高于空氣溫度；②空氣濕度低；③風速大。

裂縫的長度通常為50～1000mm，呈不規則分布，相距50～700mm。目前還沒有辦法確切預測在什么時候會產生塑性開裂。因此只能采取預防措施，這些措施以如下順序在施工中實施：①潤濕和吸濕性強的混凝土集料：②冷卻集料和拌和水；③搭建臨時擋風板來降低風速④搭建臨時遮陽板降低溫度；⑤用聚乙烯膜之類的覆蓋物來保護混凝土；⑥在澆注之后或修整之前立即對混凝土板噴霧；⑦在混凝土中加入塑料纖維有助于減少塑性收縮裂縫的形成。

（3）拆模和養護。拆模對混凝土不造成損傷時就要及時松開模板，并在混凝土表面灑水，水溫度不應低于混凝土溫度11℃以上，這可以在很大程度上減少溫度應力所產生的裂縫。

3 結束語

混凝土裂縫不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此，在施工中需要采取各種措施來預防裂縫特別是重點部位大體積混凝土裂隙的出現和發展，以保證建筑物和構件安全、穩定地工作。2006年7月本人監督管理的漢中市漢煙二廠煙庫工程，基礎分部施工參考以上的施工措施，取得良好的效果。該基礎部分的尺寸為35.6m×1.2m，厚度2.5m，混凝土強度等級C40，在基礎梁一定位置采用后澆帶隔開，一次性澆筑，不留施工縫。經檢驗，內外溫度差最高為18℃，基礎結構拆模后經實測檢查基本未出現裂縫，局部細微裂隙在允許范圍之內。因此可以說，陜南夏季高溫季節，只要做好相應的施工措施，是完全可以避免大體積混凝土的質量隱患的。