關于機制砂大體積混凝土裂縫控制的施工技術應用研究

溫宏平

（山西交通職業技術學院，山西 太原 030600）

大體積混凝土硬化凝結中產生大量水化熱出現內部溫差大使得結構產生強應力，當溫差超過25℃后，混凝土抗拉強度遭到破會，進一步造成結構物的裂縫，因此可以采取適當的技術舉措控制大體積混凝土的裂縫。

1 大體積混凝土與裂縫類型

1.1 大體積混凝土的概念

日本規定大體積混凝土的結構斷面尺寸≥80cm，因水化熱導致溫差≥25℃的混凝土。我國的規范中提到邊長≥20m，厚度≥1m，體積≥400cm3，最小尺寸≥1m，或水化溫差大導致裂縫的混凝土為大體積混凝土。

1.2 大體積混凝土的裂縫類型

1、溫度裂縫

一般的溫度裂縫出現在表面或溫差波動較大的混凝土結構之中，尤其在混凝土澆筑完成后開始硬化，水泥在水化中釋放出大量的水化熱，這些熱量不能及時釋放出去而聚集在結構物內部，熱量連續釋放逐漸積累，導致局部溫差不均勻，物體熱脹冷縮不同步，大體積混凝土變形不一致，在混凝土結構物之間產生不均衡的拉應力以及壓應力，一旦應力值超過極限應力值后，混凝土內部以及外表面會出現不規則的裂紋，尤其在混凝土硬化的中后期，混凝土硬度提高，溫差變大，尤其混凝土表層散熱速度較快，這一溫度裂縫產生更加明顯劇烈，后期養護如果不到位，熱量不能及時釋放或者均勻變形，問題就非常的嚴重，因此混凝土結構內外部熱脹冷縮變化，使表面產生較強的拉應力超出混凝土抗拉強度極限值時會出現溫度裂縫。

2、沉陷裂縫

因大體積混凝土結構龐大，自身重量較大，地基松軟或土質不均勻等原因，會產生沉降現象，導致混凝土結構的沉陷，或者不均勻的變形而產生沉陷裂縫，在工程中沉陷裂縫類型較常見。同時，如果模板的剛度偏低，或者模板支撐間距偏大，致使大體積混凝土產生沉陷裂縫。若模板支撐在凍土之上的結構物在冬季過后，凍土融化地基礎及周圍基礎的不均勻變形，導致結構物混凝土產生不均衡沉降，進一步使得大體積混凝土產生裂縫。

3、塑性收縮裂縫

大體積混凝土在風力大、溫度高的外界環境下，在抵抗環境影響的過程中發生塑性收縮變形，導致結構物出現裂紋呈現出中間寬兩邊細的現象，尤其在混凝土面板及大面積的墻面上效果更明顯，這種塑性收縮裂縫一般來說比較大，可以達到 2～3m的長度，對于結構物整體性能的影響較大，較短的裂縫也在 20～30cm之間，主要是因為發生塑性收縮的結構物外界風力大、溫度高的時候抵抗外力破壞，中間部位產生較大的剪應力和拉應力，局部地方會差生收縮變形，因此出現板面周邊壓縮效應導致中間裂縫大兩邊小的情況，大體積混凝土進一步產生了塑性收縮裂縫現象。

4、干縮裂縫

大體積混凝土干縮裂縫的出現往往與外加劑、水泥的用量以及水灰比、水泥成分等有著密切聯系。首先，外加劑增加導致用水量的改變或者混凝土性能改變；其次，水泥的用量的改變及硬化后結構物表面的水分蒸發和內部水分蒸發的不一致性導致混凝土在硬化過程中產生不均勻的干縮變形。尤其在拆模以后，混凝土受到外界影響較大，在短時間你表面內水分大量損失，內部水分損失較慢，濕度較高，外部變形收到內部的約束，引發變形產生較大的拉應力。最后是水泥成分影響，作為凝結材料中化學組分的不同導致會使得大體積混凝土的拉應力不同，在內外不平衡的變形條件下最終產生干縮裂縫。

2 機制砂大體積混凝土裂縫的原因分析

機制砂在混凝土應用中出現各種各樣的問題，各方面性能波動較大，主要有外因和內因兩方面原因。外因主要是溫濕度、原材料、地基沉降、外界風力、養護條件、強度影響等，內因主要是機制砂粒徑、結構、尺寸、形狀、含泥量、化學成分等因素影響。對于機制砂大體積混凝土來說，由于其內部濕度的波動幅度較小、變化較慢，而外表濕度卻可能在短時間內出現大幅波動，在外界環境作用下，若養護措施不到位，導致結構物表面時而干燥時而濕潤，機制砂混凝土內部結的制約著外部變形，最終引發裂縫問題。

混凝土結構物屬于脆性材料，脆性材料抵抗長久性的極性荷載變形也有時間性，再加上施工過程中經常出現澆筑振搗不均勻、水灰比不穩定等現象，致使同一構件的強度出現嚴重不均勻的問題，不同部位的抗拉能力也存在一定的差異，此時就會導致構件的薄弱部位出現溫度裂縫。

3 機制砂大體積混凝土裂縫控制施工技術的應用

3.1 原材料質量的控制

原材料質量的控制能夠進一步降低機制砂大體積混凝體出現裂縫的概率。首先，在進行粗骨料和細骨料選擇的時候，粗骨料最好采用連續級配，細骨料則宜采用中砂。其次，在選擇外加劑的時候，應盡量采用減水劑、緩凝劑，摻和料則最好選用礦渣粉、粉煤灰等。因此合理選擇外加劑對混凝土裂縫問題得到有效控制，如加入石蠟后的大體積混凝土，可在一定程度上控制其降溫和升溫速度，進而避免因溫度波動太快而產生溫度裂縫。再次，水泥在混凝土中作用也很關鍵，在保證坍落度和強度要求的基礎上，金亮增加骨料與摻和料摻量而降低水泥的用量。最后，因水泥水化產生水化熱大導致大體積混凝土出現溫度裂縫，所以用優先選用低水化熱水泥配置。此外，還應當加強對混凝土配合比的優化，結合機制砂大體積混凝土配比設計的基本要求，堅持低用水量、低水膠比的原則。

3.2 溫度的控制

在保證環境溫度適宜的條件下，確保機制砂大體積混凝土入模中溫度控制。春秋季為最佳施工季，遇到夏季施工，避免其太陽暴曬，采取措施降低入模溫度。同時在混凝土施工的后期，應進一步加強對溫度的控制，可通過在混凝土結構內部埋設風管或冷水管等手段來實現對溫度的有效控制。

3.3 施工技術的控制

在施工正式開始之前，應進行全面的技術交底，嚴格檢查現場的各項準備工作是否落實到位，同時還要明確各工作人員的職責，嚴格執行崗位責任制。在澆筑混凝土的過程中，應避免出現混凝土拌合物堆積過高的情況，對于一些比較特殊的部位，應尤其注重控制好澆筑質量。

3.4 早期養護技術

控制好機制砂混凝土的早期養護條件，能夠有效防止表面早期裂縫。縮小施工期的溫差，表面設置防裂鋼筋網進一步控制裂紋的出現。一般來說，混凝土澆筑工作完成之后，應當在其終凝之后 2小時開始進行帶水養護，養護期為兩周以上，若是在夏季施工，則可采用積水養護的手段。若是在冬季施工，則應當在混凝土表面覆蓋一層保溫材料，從而降低其散熱速度，確保混凝土結構達到應有的強度。

4 結語

總之，通過調整機制砂大體積混凝的原材料質量、施工及養護溫度、施工技術等形式來能夠控制混凝土結構物表面裂縫的產生，當然我國在機制砂大體積混凝土裂縫控制技術上還存在一定的不足，還需在今后的實踐中不斷總結經驗、改進技術，從而提升機制砂大體積混凝土的施工質量。