大体积混凝土施工的裂缝控制及养护

郑青亮　何德金

【摘 要】 工程建设施工中存在的大体积混凝土结构裂缝的质量通病，须对其产生的原因进行分析，在此基础上提出针对性的防止或改进措施，才可有效的防止大体积混凝土裂缝的存在。从而保证整体工程结构的耐久性和工程寿命，确保工程质量。

【关鍵词】 大体积混凝土；施工；裂缝控制

引言：

随着现代建筑建设的飞速发展，在大体积混凝土工程施工中，普遍存在着裂缝的问题，直接导致工程结构渗水、溶蚀和钢筋锈蚀等现象的产生，大大降低了混凝土的抗渗性和耐久性，直接严重影响到工程的质量稳定与安全使用。因此，开展对大体积混凝土裂缝的研究有着重大的现实意义。本文对大体积混凝土施工不同种类裂缝产生的诱因进行了分析，并提出了控制的对策与建议。

一、大体积混凝土裂缝防治措施

1、温度裂缝的控制技术。

降低混凝土中水泥在水化过程中的水化热，外界温差过大产生膨胀与收缩应力，可以采用斜面分层浇注，以减少混凝土的一次浇注量，控制混凝土的温度应力和混凝土的收缩量，以避开混凝土的水化热高峰。其层间的间隔时间应尽量缩短，避免出现冷缝延长混凝土初凝及终凝时间，因为水泥在水化的总发热量是个常数，延长升温与降温时间，不致于使温度梯度产生峰值，使膨胀与收缩的应力达到最高值，裂缝迅速加大。合理选用混凝土粗细骨料，水灰比，掺适量微膨胀剂，缓凝剂，使结构产生自应力，来提高混凝土的抗拉能力，减少由于热胀冷缩产生结构裂缝及提高抗渗能力，并通过试配确定一般混凝土配合比。

在结构设计及计算时，应考虑大体积砼中水泥在水化过程中产生温度应力对结构的不利因素。所以结构的配筋应增加由于温度应力产生附加应力的配筋，或采用钢纤维混凝土，可以大大提高混凝土内部的抗拉强度，这是减少或消除结构裂缝的重要构造措施。加强混凝土的养护，采取有效表层保温，保湿措施，使外界气温与混凝土表面温差不宜过大，散热过快，并保持足够水份，使混凝土水化与凝固更完善，减少温度梯度，膨胀与收缩更均匀。在浇灌混凝土前，要仔细检查垫层的防水有没有出现渗漏，保证在没有出现渗漏的情况下才能浇灌混凝土。要减小混凝土的内外温差，一是降低混凝土的最高温度，二是提高混凝土的表面温度。通过对混凝土表面保湿和养护，严格控制混凝土结构的内外温差。混凝土浇筑后，可先在其表面覆盖一层塑料薄膜，防止水分蒸发，再在薄膜表面覆盖保温材料，如草袋等。其间，若测得温差大于设定值时，采取用碘钨灯照和在保温材料之上再搭塑料保温棚，将内外温差控制在预定值之内。必要时候可采取在混凝土结构内部预埋冷却水管，通过循环冷水进行混凝土内部冷却。

二、大体积混凝土的施工技术

1、浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：

1.1全面分层。即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。

1.2分段分层。混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。

1.3斜面分层。要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺，一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。上面的一道布置在混凝土卸料处，保证上部混凝土的捣实。下面一道振动器布置在近坡脚处，确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进，震动器也相应跟上。

2、质量要求

加强施工现场的管理与监督，减少对施工原材料损坏，是提高楼面混凝土质量的关键措施。要认真领会设计意图，制定施工方案，严格按照设计要求和施工方案进行施工，严格施工操作程序，根据混凝土配合比要求，跟踪检查进入现场的混凝土质量，监理工程师应目测混凝土和易性，离析状况，混凝土用料规格，并按施工组织设计要求定时、定量抽查混凝土塌落度，在施工过程坚决杜绝偷工减料的现象。加强大体积混凝土的养护大体积混凝土的养护是一项关键工作，必须切实做好。为防止混凝土内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生裂缝，应根据当时的施工情况和环境气温，采用“蓄水法”进行混凝土养护。

3、技术要求

大体积混凝土的浇筑是大体积混凝土施工技术中的重要一环，在大体积混凝土浇筑过程中，要注意施工技术的控制，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响。在水泥材料选用上要尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，具体可以采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等水泥品种。但是，水化热低的矿渣水泥的析水性比其它水泥大，在浇筑层表面有大量水析出，这种泌水现象由于水化热低的矿渣水泥的析水性比其它水泥大，在浇筑层表面有大量水析出，容易破坏混凝土的粘结力和整体性。因此，在选用水泥时候的，还要注意水泥的成分和细度关。在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种，并应在混凝土中掺入减水剂，以降低用水量。此外，在施工中，应及时排出析水或拌制一些干硬性混凝土均匀浇筑在析水处，用振捣器振实后，再继续浇筑上一层混凝土。

三、大体积混凝土裂缝的产生原因及防止措施

造成大体积混凝土裂缝施工的因素有，如混凝土水化温升裂缝，环境温度，约束条件等，这些都与施工时外界环境、混凝土本身质量、施工过程技术工艺相关。

1、收缩裂缝

收缩裂缝包括表面裂缝和贯穿裂缝，主要是指呈现在混凝土表面的那种网状、细小、不规则的裂缝，对工程结构性能影响大。当大体积混凝土收缩时，受水泥水化释放热量所产生的温度梯度的收缩应力，导致工程大截面结构开裂、变形甚至破坏。其中，表面裂缝一般出现在混凝土龄期的第3～4天，那时混凝土抗拉强度很低，如果产生的温差拉应力超过极限，混凝土表面就会产生裂缝。贯穿裂缝一般在混凝土浇筑数天后的降温阶段，其中降温产生的收缩，加上混凝土硬化结构的收缩两种拉应力，超过混凝土的极限抗拉强度，便会产生贯穿裂缝，危害较大。

防止收缩裂缝产生的控制措施，须注重加强早期对混凝土的养护，适当延长养护时间，达到保持适宜温度和湿度两方兼收的效果。一是在混凝土尚处于凝固硬化阶段，适宜的潮湿，可防止混凝土在水化放热温度升高的一段时间内，因速度较快导致的表面脱水而产生干缩裂缝。它减小表面的温度梯度，加强了散热，也使水泥的水化作用能够在顺利的进行下来提高混凝土的抗拉强度，从而与水化温升时产生的内拉应力相抗衡，有效地防止了裂缝的产生。二是当混凝土处于降温阶段时，为保证降温的速率不致太快，须严格的做好保温覆盖养护措施，特别是在冬季施工时节，注意混凝土覆盖的保温时间可适当的延长，并涂刷养护剂，以此来减小内表温差直接导致的开裂趋势，减缓应力发展，同时，延长散热时间，用混凝土的强度潜力及材料松弛性，使产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止贯穿裂缝的产生。

2、干缩裂缝

干缩裂缝是在混凝土受内外水分蒸发的程度不同，所产生变形程度不同的裂缝。在通常情况下，混凝土水分流失过快，裂缝变形的程度也大。同时，相对的湿度越低，就越易产生干缩裂缝。出现的时间在浇筑完毕后的一周左右，或者养护结束后的一段时间，多为表面的浅细裂缝，呈平行线状或网状，宽度一般集中在0.05～0.2之间。干缩裂缝会使外界侵蚀物质从裂缝中，较为容易的进入到混凝土的内部，并通过保护层后引起钢筋的锈蚀，直接诱发钢筋混凝土的耐久性等等。主要影响因素有混凝土水灰比、水泥成分和用量、集料性质和用量、外加剂的用量等有关。

采取的预防控制措施有如：选用中低热和粉煤灰的水泥，降低混凝土中的水泥用量；在工程成本允许又可保证混凝土强度的前提下，尽量降低水灰比的数值，必要时可掺加合适的减水剂以改善混凝土的工作性能；严格控制砂、石粗细骨料的含水率以及其他原材料，控制好混凝土的用水量使之不能大于配合比设计所给定的用水量；采用合理的澆筑工艺，比如说：可以通过采用可薄层混凝土浇捣施工，确保每层厚度控制在不大于50cm，比较均匀的加快混凝土的热量散发，提高混凝土结构整体的弹性模量的分层施工法。或者在保证工程质量和施工方便下，留设工程结构施工混凝土的收缩缝，减少收缩的约束，对预防裂缝产生起到一定作用的设置施工缝的方法等。

四、结束语

纵观我国城市土地资源现状，城市建筑密度日益增大，向地下发展乃当前建筑发展趋势，因此大体积混凝土施工技术得到了广泛的应用。尤其是大体积混凝土底板、高强度等级的混凝土墙、柱以及梁、板组成的地下室是高层建筑的承重基础，其作用当然毋庸置疑。地下室大体积混凝土的温度裂缝的危害性相当严重，往往使地下室产生漏渗，引起钢筋的锈蚀，降低建筑物的安全，造成巨大的损失。所以一次不间断浇筑混凝土，并且控制在此过程的温度及收缩各阶段产生的裂缝，是大体积混凝土施工的重点。

参考文献：

[1]王志永.浅谈大体积混凝土施工技术的分析[J].科学之友，2010.

[2]霍凯成.大体积混凝土结构裂缝控制及防治措施[J].哈尔滨商业大学学报，2002.