浅谈大体积砼施工中裂缝的产生及预防

马治钧

（陕西宏远建设（集团）有限公司岚皋分公司，陕西 安康 725400）

1 大体积砼开裂的特征

大体积砼的变形荷载过大就会使砼产生温度裂缝，它与外荷载裂缝有两点区别：（1）温度裂缝产生的原因是水化过程使内部温度升高导致砼内部产生体积形变，若温度应力大于砼抗拉强度就会出现温度开裂现象；（2）大体积砼的内部在开始时是由温度形变才产生温度应力的，胶凝材料水化放热是导致内部温度升高的主要原因，同时胶凝材料的水化放热又与龄期成正比，所以大体积砼在初期常常会由于水化反应而使温度应力产生变化，并且这种变化到温度开裂产生是一个缓慢的过程，所以大体积砼的温度应力要用分段叠加法计算得出。

2 大体积砼温度和温度应力计算

2.1 砼内部最高温升值。基础底板砼内部中心点的温度升高峰值就是这个值，这个值通常小于绝热温升值，通常砼浇筑3天后便会出现该温度，自此温度便在此趋于稳定，最后慢慢降低。一般砼内部的最高温升值是69℃，所以要把砼表面温度掌握在44℃上下。

2.2 温度应力计算。砼浇筑后，当水化热为最大时，就要计算由于温差和时间差产生的温度应力。一般使用425号硅酸盐拌合砼，待养护温度达到20℃左右时，18天龄期的强度便能达到要求强度的85%，如果再添加JM-3防水剂，它的龄期甚至能达到要求强度的95%。C40砼的抗拉强度设计值为1.71MPa/mm2，设计强度的95%为1625N/mm2.

水化热产生的最高温度一般为3～5天， 砼 表 面 的 温 度 为 18～20℃，还要使用425的硅酸盐水泥，强度要在37%～50%之间，也就是C20的强度。如温差控制在：△T=T1-T2=69-44=25 ℃ H（t）=0.35σ1（+）=1.0×10-5×2.246×104×25/2×0.35=0.98＜1.1（N/mm2）符合要求。如温差△T控制在25℃以上如30℃时，H（t）=0.35σ1=1.0×10-5×2.246×104×30/2×S（t）=1.18N/m m2＞1.1Ν/mm2（承台则会开裂）。

3 砼裂缝产生的原因分析

3.1 水泥水化热。水泥进行水化时要放出大量热能，温度应力与温差呈正相关，温差越大温度应力就越大。砼降温收缩变形受温度应力的约束与砼龄期呈正比，砼龄期越大约束力越大，裂缝的产生正是因为砼所能承受的力远远小于温度应力。水泥的水化热与水泥总量﹑水泥品种联系紧密，单位时间释放的热量与砼龄期呈正比。砼内部的结构由于表面热量的随意散发而在建筑后的3～5天出现温度的最大值。

3.2 外界气温的变化。开展大体积砼施工时，外界气温的影响会使砼裂缝出现。因为砼内部结构不容易散热，高温情况持续较长。外界气温降低时，砼内外温差变大，就容易形成砼裂缝。

3.3 砼的收缩变形。砼在空气中硬化时体积变小，即砼收缩。砼中约有80%的水分用来保证砼在浇筑过程中有足够的和易性，最终会蒸发，20%的水分会在水泥水化中起作用。当无外力压迫时砼自发变形，当有外力约束时会出现收缩应力，便会使砼开裂。

4 大体积砼裂缝预防措施

4.1 选择合适的原材料：（1）水泥。大体积砼会产生水泥水化热太高且难以散发的现象，这与砼表面形成了巨大温度差，会使砼内外部形成温度应力，导致砼裂缝。所以在水泥的选择上应为中﹑低。热水泥品种，能降低水泥的水化热在砼内部生成的水化热。如果施工条件温度太低，就要使用425号矿渣酸盐水泥；若气温正常，选择425号普通硅酸盐水泥更佳。（2）改善粗细骨料级配。为增强砼的和易性，可用粗骨料进行配置，不仅能减少水泥和水的用量，还能提高砼的抗压强度。选择粗骨料时，应考虑其浇筑工艺﹑横版形状等，因此可选择使用粒径5～2毫米的小碎石。砼的用料比例要合适，且不停搅拌，用来防止砼因粗骨料增大引起的离析，这会使振捣和浇筑工作更好。砼所需的另一种是细骨料，与粗骨料相似的是减少水泥和水的用量降低水泥水化热，减少砼发生收缩的可能性。（3）添入粉煤灰外加料：一定量的粉煤灰加入到砼中可减少水泥的用量和和水化热，同时增加和易性。增加和易性有利于砼的特殊的浇筑方式泵送，但过量的粉灰煤会降低砼在筑浇后的早期抗拉强度和极限拉伸力。我们应该控制粉煤灰的用量来防止砼表面出现裂缝，这在对抗裂缝有要求的工程用尤为重要。（4）渗入外加剂。水灰比不变时，在砼中加入减水剂可减少水的用量。木钙减水剂降低了水的表面张力而使水泥颗粒更易蒸发。使用减水剂除了能降低用水量外，还能抑制砼裂缝。因为膨胀剂价格高且质量不是太高，在选择时应慎重，先试验其成效。

4.2 改善构造设计：（1）合理配筋：除砼本身的影响，外部条件也会影响裂缝的产生。合适的配筋方案可增强砼的对抗性，有利于在适当的地方增加负弯矩街。钢筋的间距和直径都较小时会增强砼的抵抗贯穿力，而配筋率过小会造成砼的抗裂性较差。（2）避免应力集中。预埋铁件的附近要安装小型铁丝网，以避免误差应力引起的裂缝，并避免发生砼开裂。除外，还可通过在砼内增加纤维网的方法增强砼的坚韧性和延展性。

4.3 浇筑过程中采取的措施：（1）全面分层。在筑浇砼时，应注意底层砼硬化前要被新砼覆盖。考虑到钢筋的疏密性有差异，要用全面浇筑法浇筑第一层砼，再在上层砼凝结前浇筑好下一层，直至浇筑工作完全结束。但该方法不适用于大规模浇筑，主要是操作太麻烦。如果面积过大还要分成两部分，由中间至两边。（2）分段分层砼浇筑。这种浇筑方式用于结构较薄的砼，通常其施工长度和面积都较大，是一种砼供应赶不上需求速度时所使用的浇筑方案。应由最低层起把施工面积划分为几段，并要确定砼浇筑的制定距离再进行下一层的浇筑。把这段长度浇筑好后，趁低层砼没硬化继续分层浇筑下一段。

大体积砼施工技术在一项技术中十分重要，砼施工技术的好坏决定了工程的质量。在现实生活中存在的砼开裂情况是能够用上述的方式来进行预防﹑避免的。还要采取最适宜的设计方案﹑材料﹑技术，以最大程度的减少砼裂缝的产生。

[1]叶琳昌，沈义.大体积砼施工[M].北京：中国建筑工业出版社.1987.

[2] 张高峰.大体积砼施工裂缝的预防与控制[J].科技致富向导，2012（20）.