大体积混凝土裂缝的施工控制技术应用

陈志勇

【摘要】:混凝土构造的截面尺寸达1m以上，就可以认为构造是大体积混凝土。大体积混凝土的构造在凝聚硬化时出于水泥水化热及体积收缩等缘故，都可能引起混凝土出现裂缝。

【关键词】:大体积混凝土；缝隙控制；施工技术

1、混凝土产生裂缝的原因分析

大体积混凝土在硬化期间，原于结构断面大、水泥用量多、水泥水化时缓解的水化热在混凝土内部和表面产生较大的温差，从而变为较复杂的膨胀或收缩应力，导致混凝土产生裂缝。另外，当混凝土中多余水分蒸发时，会引起混凝土体积的收缩(干缩)，这种收缩也会使混凝土产生裂缝。

1. 1、温度裂缝:

混凝土浇注后,水泥水化热较大，使混凝土温度上升。当聚集在混凝土内部的水泥水化热不易散发时，混凝土内部温度明显升高。而混凝土表面通常散热较快，形成内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。

1. 2、干缩裂缝:

混凝土坍落度较大，含水量较大，混凝土中约20%的水分是水泥水化所必要的，尚有剩余的游离水分要蒸发，在混凝土中的多余水分蒸发时，就会引发体积干缩，因为遭受到地基或边界条件的束缚，这种收缩转换会在混凝土结构内部产生较大的收缩应力，当拉应力超出混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。

由于混凝土因温差和干缩会产生表面裂缝和深层裂缝甚至贯穿裂缝，给工程带来极大危害，直接影响结构的安全性能和抗渗性能，因此在施工中采取可靠、有效的预防控制措施是极为关键的。

2、控制温度和收缩裂缝的技术措施

预防温度收缩裂缝的核心在于掌控混凝土温升，保证延长混凝土降温速度，增强养护，降低混凝土收缩，改善混凝土极限延伸植。应在大体积混凝土结构施工过程中进行温度监控。

2. 1、控制混凝土温升

运用水泥品种应是低水化热水泥，如矿渣硅酸盐水泥。外加剂掺合料：可选用复合型外加剂及粉煤灰，以降低水泥的用量，改进混凝土和易性及可靠性，延伸迟缓时间。

骨料选择：规范自然连续级配粗骨料配制混凝土，可选用5mm～40mm的碎石，降低混凝土的收缩，含泥量<1%,骨料中针片状颗粒含量<10%。细骨料的选用中粗砂，含泥量<2%，这样就可降低用水量。

控制混凝土入模温度,主要降低水泥、骨料和水等原材料的温度,从而控制拌合物浇筑温度≯25℃。

自然分层,连续浇筑。

2. 2、延缓混凝土降温速度

大体积混凝土浇筑后，为了尽量降低升温阶段内外温差，预防出现裂缝，故此应给予合适的保温和保湿养护。在潮湿条件下也可避免混凝土表面因水分分散而产生的干缩裂缝，使水泥顺利进行水化，改善混凝土极限抗拉强度。对混凝土开展保温、保湿养护，可使混凝土水化热降温速度延长，降低混凝土的内外温差，预防产生较大的温差裂缝。

2. 3、减少混凝土体积收缩，提高混凝土的极限拉伸强度。

(1)混凝土配合比：采用泵送混凝土,砂率≯0.45，在满足可泵送性的前提下，应尽量降低砂率。粗骨料中针片状颗粒含量≯10%，中砂通过0. 315mm筛孔的砂≮15%。泵送混凝土宜掺适量粉煤灰，坍落度在满足泵送的条件下尽量选小值，以减少收缩变形。

(2)混凝土施工：选用自然分层的持续浇筑不出冷缝。对混凝土表面均撒5mm～25mm的碎石，实行二次抹面，终凝前人工实行二次抹压收面，以降低混凝土表面的收缩裂缝。

2. 4、施工监控工作。

为了掌控大体积混凝土水化热早就不同深度处温度场的变化规律，在大体积混凝土中布设测温点，及时检测混凝土内部的温度变换情况，以便随时采取有效方法，掌控温差,进而保证混凝土施工质量。

3、工程实践

我单位承建的南通百安宜家大厦工程,基础底板厚1. 4m,属大体积混凝土。此基础底板长147. 6m，宽56. 8m，在中间位置拟定横向两道、纵向一道宽各1m的后浇带，混凝土等级C40，抗渗等级P6，混凝土浇筑量11800m3，选用预拌泵送的混凝土施工方案。

此工程在施工中采取了多項措施，基础底板施工结束后，没有出现裂缝情况，保证了基础工程的安全性能和抗渗性能。

3.1、根据本工程基础混凝土的特点，对混凝土的配置采取了如下的措施:

(1)采用低水化热的42. 5级的矿渣硅酸盐水泥，每立方米混凝土中水泥用量≯380kg。

(2)细骨料使用中砂，要求通过0. 315mm筛孔的砂≮15%,含泥量<2%。

(3)粗骨料采用级配良好的5mm～30mm的碎石，要求石子中针片状颗粒含量≯15%，并控制粗骨料中的含泥量小于1%。

(4)泵送混凝土砂率为40%，水胶比为0. 36。

(5)在拌制混凝土时，掺入Ⅱ级粉煤灰，减少相应含量的水泥。取代水泥百分率为10%，以延缓水化反应，降低水化热。

3. 2、混凝土配合比:

混凝土配合比

3. 3、底板混凝土施工方法

本工程采用现场搅拌混凝土，泵送入模，三班作业，连续施工，不留施工缝。混凝土泵管布设在基础长度方向的中间，由左向右进行浇筑，浇筑宽度不大于5M,边浇筑边后退。

3. 4、混凝土的振捣

混凝土振捣时设置了三道振捣，第一道设立在混凝土的坡角，第二道设立在混凝土的坡中间，第三道设立在混凝土的坡顶。每道设置2台振捣器,三道振捣相互配合，保证振捣覆盖整个坡面。运用Φ50振捣棒振捣，振捣棒插入下层混凝土中的深度>50nm,振捣棒移动的间距以400mm左右为宜,振捣棒要快插慢拔，以混凝土面泛浆为宜。混凝土表面要用刮杠刮平，再撒5mm～25mm碎石，用木抹拍实抹平。

3. 5、混凝土的养护及测温

混凝土的养护

混凝土浇注后的1小时内，表面立刻掩盖一层塑料薄膜，再覆盖三层棉毡和一层塑料膜，这样不仅能有效的保温，也能确保混凝土表面的湿度。遵循浇筑混凝土时实测的混凝土表面温度和内部中心温度，及时校正掩盖保温材料的层数。养护时间不低于14天。

混凝土测温

混凝土测温点按浇筑的先后顺序在不同的区域和结构布置具有代表性的测温点，可较早的掌握该工程基础混凝土的温度变化规律，以便及时采取温度控制措施。本工程测温点在距结构外边缘2m处开始设置，每5m设置一个测温点。

混凝土测温管采用φ20的钢管，其长度等于测温处基础混凝土的厚度，其底端封闭并焊接200mm长的钢筋，在浇筑混凝土前竖向固定在测温点处，底部(钢筋端)放置于基础垫层上，上部外露200mm,用塑料布或纸封闭上口，防止混凝土进入测温管。测温时，每个测温点在竖向测3个厚度处的温度,即距混凝土表面100mm处、混凝土中心处和距混凝土底面200mm处的温度。测温间隔:第1天—3天,为每2小时1次,第4天—7天，为每4小时1次，第8天—第14天，为每8小时1次，按测温记录绘制测温曲线。经实测，发现混凝土内温度在第4天达到峰值为45℃，此时混凝土表面温度为22℃,温差最大值为23℃，小于25℃。

3. 6、混凝土质量控制

本工程基本为C40、P6抗渗混凝土，不仅是大体积混凝土,而且有较高的抗渗需求，故此务必要实施以下措施，认真施工，才能确保不漏、不裂和不渗:

合理地判断混凝土的原材料和最佳配合比，降低水化热。

严厉克制混凝土的坍落度在16±2cm之间。

(3)开盘前,认真检修施工机械、道路、照明、原材料和人员等,确保混凝土基础底板一次连续浇筑完毕，不产生施工冷缝。

(4)专人担负测温和养护，实时保温和保湿,保证混凝土的膨胀应力能抵收缩应力。

4、结束语

本工程因为在施工中采取了一系列的方法,有效的克制了住大体积基本混凝土裂缝的产生,才确保了工程的质量。经过长时间的观察,未发现裂缝,基础混凝土不漏、不裂和不渗,获得了良好的经济效益和社会效益。

经过本工程的实践,对于大体积的混凝土,在施工中，只有多统计、多诠析，制定出全面的施工方案，采取切实有效的方法，并专注实行，大体积混凝土的裂缝是完全可以预防的。