淺談大體積混凝土防裂施工技術

劉萬軍

摘要：近年來，隨著城市化進程和基礎設施建設的快速發展，我國在高層建筑、市政公用、水利大壩、橋梁基礎等工程中常常存在大體積混凝土施工，混凝土在硬化過程中，由于水化熱引起的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，使溫度應力和收縮應力發生劇烈變化，從而導致混凝土結構出現有害裂縫而產生滲漏治理難的問題，造成工程質量和安全隱患。因此，防止大體積混凝土裂縫作為大體積混凝土施工的主要技術，對其進行不斷研究具有重要意義。

關鍵詞：大體積混凝土;防裂;施工技術

0引言

建筑工程中大體積混凝土澆筑施工是最為重要的環節，同時也是保證建筑工程穩定性和安全性的關鍵。只有做好大體積混凝土澆筑施工技術的把控，注重各方面的防控和管理，才能有效完善施工質量，控制裂縫問題的出現。本文就對建筑工程大體積混凝土施工技術進行分析探討，并給出組織管理方案，以切實的保障工程的質量和安全。

1大體積混凝土的特點

（1）構件厚大，配筋多，混凝土量大。大體積混凝土是結構實體超長超大、最小尺寸在1.0m及以上、需一次性澆筑大量混凝土，且因構件配筋粗、配筋密、振搗難度大、易產生裂縫。

（2）環境復雜，技術要求高。大體積混凝土施工需現場連續澆筑，往往不許留施工縫，不僅施工持續時間長、現場條件復雜，受環境影響大，而且還需混凝土既要具有良好的工作性能，又要滿足結構的整體性、耐久性和安全性。

（3）水化熱大、易產生裂縫。澆筑后的混凝土產生的水化熱大，內部溫度高，表面溫度低，內外溫差大，形成較大溫度應力，易導致發生有害裂縫。

（4）裂縫治理難。大體積混凝土的裂縫難以發現和檢測，如發生裂縫，難以修補，后果十分嚴重。

2大體積混凝土裂縫的主要類型及危害

2.1大體積混凝土裂縫的主要類型

2.1.1干縮變形裂縫

混凝土澆筑后處于塑性狀態時，因混凝土水化熱高，以及炎熱風大、蒸發過快引起產生的裂縫。其裂縫一般為不規則龜紋狀、或放射狀裂縫，以及每隔一段距離出現一條裂縫。

2.1.2溫度變形裂縫

混凝土在硬化中，釋放大量水化熱，使內部升溫快而散熱慢、但表面散熱快而溫度低，導致內外溫差大，產生內脹外縮，當內部壓應力超過外部拉應力時，易產生表面裂縫;在內部逐漸散熱冷卻收縮時，由于接觸處受到約束，當拉應力超過抗拉強度時，易產生貫穿性裂縫。其裂縫形狀、部位又因溫差大小、構件類型、約束程度不同而存在較大差異，且隨時間變化，裂縫還會逐漸擴大加深，將嚴重破壞結構整體性，對承載能力和安全極為不利。

2.1.3塑性坍落裂縫

多發生在初凝前的鋼筋混凝土結構中，由于骨料在自重作用下沿鋼筋方向逐漸下沉，混凝土被上方的鋼筋支頂，沿鋼筋表面產生順筋裂縫，使用流動性大或水灰比大的混凝土裂縫尤其嚴重。

2.2大體積混凝土裂縫的危害

（1）影響建筑物的功能。裂縫后產生的滲漏問題處理難，有時多次治漏，不但延誤了工期、增加了成本，而且降低了結構使用功能。

（2）降低建筑結構的剛度。貫穿性裂縫使結構剛度降低，嚴重影響結構正常發揮其設計功能。

（3）影響混凝土的耐久性。裂縫的出現使侵蝕介質進入混凝土內部，導致鋼筋銹蝕及混凝土腐蝕和碳化，使混凝土表面損壞且強度降低，對混凝土的耐久性影響甚大。

3大體積混凝土的裂縫防治

只有解決好混凝土內外部溫度差的問題，才能解決好內外部溫差過大的現象，從而解決溫度應力的產生。溫度升高所需的熱量主要來源于混凝土初始溫度和水化熱產生的熱量，所以控制溫度可以從水泥本身性質和入模溫度兩方面采取措施來防治裂縫。

3.1改善原材料

（1）水泥品種的選擇

選擇水泥類型時，優先考慮水化熱率低的水泥，如粉煤灰質或者抗硫酸鹽水泥。可降低水泥用量，用粉煤灰水泥，可減少水化熱量。

（2）粗細骨料的選擇

在大體積混凝土結構中，粗細骨料的體積占比較大，一般可達到70%，所以，骨料的性質，級配比對混凝土的性質具有決定作用。選用粗骨料，減少水泥砂漿的使用。在配合比設計時，宜選用20mm左右的細碎石，含泥量應當小于1%。

（3）摻合料的選用

設計混凝土配合比時，以少部分的粉煤灰代替部分水泥，這樣既可以減少水化熱，還可以改善其和易性。同時，也需要控制粉煤灰的摻量，過多的摻入會使早期極限抗拉強度降低，容易產生表面裂縫，在一般的生產實踐中，一般摻入15%的粉煤灰為宜。

3.2控制入模時的混凝土溫度

施工生產季節不同，混凝土的入模溫度不同。當外界環境溫度高時，可以選擇在傍晚時分施工，盡量保證澆筑時的初始溫度在28℃，冬季低溫季節，澆筑時的初始溫度不得高于4℃。解決好水泥澆筑的初始溫度，可以為后續控制溫度差提供很好的路徑。控制入模溫度，可從以下步驟進行控制：

（1）降低攪拌用水的溫度。在高溫季節，可在攪拌水中添加適量的冰塊。

（2）控制沙石的材料溫度。在高溫季節，原材料不應露天放置，應置于防曬棚中。

（3）運輸前控制施工進度和需求，確保混凝土的連續供應，并對運輸罐車進行保溫。

4大體積混凝土施工時的監控

在進行混凝土施工時的溫度監測時，要確定溫度控制的標準，如內部最高溫度不大于45℃，內外部的溫度差值不大于25℃，降溫梯度不超過3℃/d等目標。

4.1改善澆筑方案

在混凝土工程的施工前，應當根據工程環境，制定合理的建筑方案。比如在冬季低溫施工期間，可選擇上午10：00后澆筑;澆筑混凝土時，當外界環境溫度高時，可以選在凌晨澆筑，澆筑時要注意分層且及時振搗。根據現場施工狀況，如果振搗后，混凝土的密實度達不到相關要求，此時應二次振搗，同時采取二次抹面來保證表面的平順性。

4.2預埋冷凝水管降低高溫

在大體積混凝土的施工中，用水直接降溫，時間短且效率高，如在土體中埋設水管，通水降溫是一種直接、有效的手段。水管鋪設完成且土體澆筑后，可根據監測到的混凝土內部溫度，選擇合適的水溫，通水來降溫。在大型工程中，制定合理的冷卻水管降溫方案，結合監測溫度結果，確定合適的水溫、流速的冷卻水特征。

4.3控制拆模時間

大體積混凝土的模板對土體有支撐和保溫作用，只有當混凝土體的強度達到相關的要求后，才能拆除。模板去除后，混凝土表面受到自重及自然環境的影響，產生較大應力，從而產生表面裂縫。

4.4做好表面隔熱保護和養護

模板被拆除后，需要對混凝土進行覆蓋，達到隔熱保護和養護的效果，必要時進行暖棚法養護。混凝土養護可減少熱量的聚集或者散發，不斷縮小混凝土各不同區域的溫度差值，還可以減少混凝土表面微型收縮，起到美觀的效果。

結束語：大體積混凝土結構施工為我國建筑行業的蓬勃發展做出了巨大的貢獻，在我國建筑工程質量發揮了重要的作用，是我國現代建筑施工技術的重要組成部分。大體積混凝土最容易出現的問題是混凝土開裂，嚴重影響建筑物結構的安全性和使用性，因此，在進行大體積混凝土施工時，應對水化熱、裂縫、泌水等質量問題進行控制，保證澆筑技術、后澆帶的施工技術和做好保溫保濕的養護工作，以確證混凝土的質量，提高建筑物的整體性和安全性。

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