大體積混凝土裂縫產生的原因及控制措施

李明光

濰坊昌大建設集團有限公司 山東濰坊 261000

濰坊高端質子生產廠房項目，總建筑面積20109.27㎡，建筑高度14.4m，其中地上面積19651.92㎡，地下面積457.35㎡，生產區一層，辦公區二層。本工程用于質子加速器的組裝、調試，由于對結構有防輻射要求，本工程采用了超過3m厚的混凝土外殼，頂板厚度2m，局部剪力墻厚度達到5m，這對大體積砼的施工質量提出了極高的要求。

1 大體積砼的含義及其特點

首先說明什么是大體積砼：大體積砼的最小構件尺寸都大于等于1m，并且因多種因素容易產生裂縫。概括而言，大體積砼具有以下特點：①體型大。大體積砼構件的尺寸都在1米以上，在本工程中，因為防輻射的要求，部分墻體的厚度甚至達到了5m。②水化熱大?；炷恋哪z凝材料為水泥，水泥在凝結時會釋放出大量的熱量，溫度會急劇升高。③內外溫差大。前面提到，大體積砼自澆筑后，構件內部溫度會迅速上升，但混凝土的表面和大氣溫度卻沒有如此高的溫度，由此造成了構件表里、表外溫差這兩個指標都相差懸殊。④混凝土方量大。由于構件尺寸大以及澆筑連續性的要求，一次澆筑的數量幾百上千方比比皆是，本工程更是達到了近六千方。⑤施工要求技術高。大體積砼構件因為尺寸大，所以模板多為高大模板，且施工環境多在深基坑或水中，因此對施工技術的要求也高[1]。

2 裂縫產生的原因

2.1 水泥及混凝土的收縮

混凝土在凝結硬化時，體積會產生收縮，而且產生的收縮力會受到外界的約束，當混凝土的極限抗拉強度不足以承受產生的收縮時，結構內部就會產生細小的微觀裂縫，隨著長時間的發展，反映到表面這時就會產生收縮裂縫。

2.2 水泥水化熱造成內外溫差的變化

水泥在凝結硬化時會產生熱量，當澆筑入模后，產生的熱量會使混凝土內部的溫度將不斷升高，隨著后期混凝土的不斷澆筑，不但前期澆筑所產生的熱量被封閉不能及時的散發，而且后面也會有源源不斷的熱量逐漸積累，混凝土內部的溫度將變得非常的高。而外界的氣溫并沒有如此高，由此造成內外溫差過大就會導致裂縫的產生。

2.3 安定性裂縫

水泥在凝結硬化過程中，如果安定性不合格，其體積就會產生不均勻的變化，混凝土構件的內部就會產生細微的膨脹性裂紋，外在表現為不規則龜裂。

3 裂縫控制的具體措施

3.1 設計措施

在施工前加強和設計單位的溝通，通過圖紙會審時向設計單位提出在較厚剪力墻的中間部位增加構造鋼筋，以此來抵抗溫差變化及自身收縮產生的應力，提高混凝土的抗裂性能。構造筋的配筋率應合理，選用的構造筋的間距不能過大，鋼筋直徑不宜超過14mm。

3.2 原材料控制措施

（1）選用合適的水泥。大體積砼應選用低水化熱、低收縮的水泥，這有利于減少混凝土內部的水化熱和應力收縮，減少裂縫。

（2）選擇級配良好的骨料。選用的粗骨料應保證級配的連續性，同時骨料的含泥量也不應過大；砂應選擇優質的中粗砂，細度模數控制在2.6-2.9的范圍內。

（3）控制好水灰比。在保證質量的前提下，降低水灰比，可以減少水泥用量，達到降低水化熱和混凝土內部溫度的目的[2]。

（4）摻加合適的外加劑。通過在混凝土中摻緩凝劑，可減緩水泥的凝結硬化速度，有利于熱量的散發；也可以摻加適量的減水劑，也有利于降低水化熱。

（5）在混凝土中摻加溫度較低、沖洗干凈的大石塊。由于本工程防輻射要求高，故不能采用預留冷凝水管降溫的措施。為了降低水化熱，本方案選擇摻入外墻體積15%的毛石，來降低內部溫度達到預防裂縫產生的目的。石塊在摻入之前，宜用涼水充分沖洗，盡可能的降低石塊本身的溫度。石塊的摻入可以吸收水化熱產生的熱量，有利于溫度的降低，進一步達到控制裂縫的目的。

3.3 施工過程中的控制措施

（1）優化施工方案，劃分好施工段。在澆筑之前，根據工程實際將現場澆筑部位共劃分為南北兩個區域，施工時先施工北側區域的混凝土，然后再施工南側區域的混凝土。在各個施工段采用分層澆筑的方法，在每層澆筑時，盡可能的使下層已澆筑的混凝土產生的熱量能更好地散發，達到降溫的目的；同時采用跳倉法的施工順序，避免混凝土的大量堆積，減少水化熱。

（2）設置合理的后澆帶。由于本工程墻體長度超過70m，需要設置伸縮后澆帶，但因為對防輻射要求高，不能產生與射線平行的貫通直縫，所以后澆帶應設置成階梯狀，防止射線直接穿透。

（4）澆筑時應加強振搗，提高混凝土的密實性。同時采取二次振搗法，也可以減少裂縫的產生。

（5）采取二次抹壓。二次抹壓可以將較細裂縫抹除，應在初凝前進行。

（6）如有必要，在混凝土泵送時，可在泵管上覆蓋毛氈并灑冷水降溫。

3.4 澆筑完成后的控制措施

（1）混凝土澆筑后，應立即采取覆蓋保溫養護措施，先覆蓋一層塑料薄膜，然后在薄膜上覆蓋毛氈，最后在毛氈上再覆蓋一層薄膜進行養護，并安排專人進行灑水養護，使混凝土表面一直保持濕潤，嚴防脫水；構件的側模在保證棱角不受傷害時可提前拆除，以利于墻體內熱量的散發和對側面混凝土的養護。

（3）加強對溫度的測量和管控，保證各項溫度指標在合理范圍內，避免出現較大的溫度變化。

4 結語

如果大體積砼的裂縫控制不當，不但會影響結構的使用功能，而且還會造成重大的安全隱患，所以這必須要引起我們的重視。只要選用的材料合理、施工及養護得當，就可以盡量避免裂縫的產生，保證工程質量。