浅谈大体积混凝土浇筑裂缝的防治措施

王珂

摘要：现阶段大体积混凝土应用十分广泛，在大体积混凝土结构施工中，混凝土裂缝的控制是一个很重要的课题。由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大，在温度和湿度变化的条件下，混凝土凝固体积发生变化，且混凝土内各种材料变形不一致，互相约束而产生温度应力和温度变形，造成混凝土表面产生温度裂缝，一般危害性较小，影响外观质量。这种温度裂缝分布不规则且不连贯，但在荷载作用下或进一步产生温差、干缩的情况下，温度裂缝发展为深层裂缝，并逐渐互相贯通，从而破坏结构的整体性和稳定性。本文对大体积混凝土浇筑裂缝防治措施进行分析，并探讨大体积混凝土浇筑裂缝的修补。

关键词：大体积混凝土浇筑裂缝防治措施

中图分类号：TV331文献标识码： A

混凝土浇筑中的裂缝控制是长期困扰人们的一个难题。尤其对大体积混凝土裂缝控制而言，一方面它们混凝土体积大，另一方面这些部位混凝土标号相对较高，因此更易开裂。裂缝会加速混凝土碳化和钢筋锈蚀，并产生恶性循环，严重破坏混凝土结构的安全性和耐久性，裂缝控制显得更为重要。

一、关于大体积混凝土浇筑裂缝产生的原因

大体积混凝土常见的质量问题是混凝土结构产生裂缝，造成结构裂缝的原因是复杂的、综合性的。大体积混凝土从浇筑时起，到达到设计强度止，结构裂缝主要是由水泥水化热引起的温度变化造成的。因水泥水化产生大量的热导致混凝土内部温度升高，当混凝土内外温差过大时，就会产生温度应力与温度变形。温度应力与温差成正比，当应力超过混凝土内外约束时就会产生裂缝。混凝土在早期升温阶段时，表面温度总是低于内部温度。依据热胀冷缩的原理，在结构内部产生的膨胀收到约束形成压应力。在结构表面则产生拉应力。若拉应力超过混凝土自身的抗拉强度，就会产生裂缝。另外，大体积混凝土在施工阶段混凝土内部温度主要是水泥水化热引起的绝热温度、浇筑温度和散热温度的叠加，当外界气温的较大变化，会增加混凝土内外的温度梯度，产生温差和温度应力，使混凝土产生裂缝。支架、支撑的不均匀沉降变形会引发混凝土的结构裂缝，模板支架的过早拆除会使没有达到设计强度的混凝土结构发生破损或裂缝。

二、关于大体积混凝土浇筑裂缝的防治措施

1.优化配合比设计，合理选材，尽量减少水泥用量，严格控制水灰比，力求从源头上减少裂缝的产生。选用水化热低的水泥，优先选用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥， 以减少水化热引起的绝热温升而导致的裂缝；选用粒径大、强度高、级配好的骨料。尽量减小混合料的空隙率及比表面积，从而减少水泥的用量， 降低水化热，减少干缩，减小混凝土裂缝的开展；通过掺加外加剂（如减水剂，缓凝剂等）减小砂率、减小坍落度等都可以有效降低混凝土的绝热温升而导致的裂缝。

2.混凝土的二次振捣是指在混凝土浇筑后的适当时间，重新对混凝土进行振捣。混凝土的二次振捣不仅可以提高混凝土的强度，还可以增加混凝土的密实度，提高防渗性，消除混凝土由于沉陷产生的裂纹和细缝。二次振捣可使钢筋握裹力增加1/3，28天强度增加10%-15%。混凝土二次振捣取得预期效果的关键是确定合理的振捣时间。大量实践证明，混凝土的二次振捣时间应在混凝土初凝前1-4h进行较佳，尤其是在混凝土初凝前1h进行效果最理想。以坍落度值间接判定混凝土初凝时间（特别是初凝前lh的时间)。根据施工经验混凝土坍落度达到30-50mm时进行混凝土二次振捣效果较好。此时，将运行着的振动棒以其自重插入混凝土中进行振捣，混凝土仍可恢复塑性，当振动棒小心地拔出后，混凝土能自行闭合，而不会留下孔穴。混凝土的凝结时间要受到水泥品种、配合比、坍落度、气温、施工方法以及外加剂等因素的影响，所以，具体时间还要根据施工的实际情况加以选择。二次振捣的幅度要轻于一次振捣。方式与一次振捣方式相同。使用插入式振捣器振捣，以混凝土停止泛浆，没有明显下沉为止，然后缓慢拔出振捣器；使用附着式振捣器振捣时，沿混凝土表面纵横方向振捣一遍即可。

3.特殊气侯条件下的施工。第一炎热天气浇筑混凝土宜采用遮盖、洒水、拌冰屑等降低混凝土原材料温度的措施。混凝土浇筑后，应及时进行保湿、保温养护。条件许可时，应避开高温时段浇筑混凝土。第二冬期浇筑混凝土，宜采用热水拌和、加热骨料等提高混凝土原材料温度的措施。混凝土浇筑后，应及时进行保湿、保温养护。第三大风天气浇筑混凝土，在作业面应采取挡风措施，并增加混凝土表面的抹压次数，应及时覆盖塑料薄膜和保温材料。第四雨雪天不宜露天浇筑混凝土，当需施工时，应采取确保混凝土质量的措施。浇筑过程中突遇大雨或大雪天气时，应及时在结构合理部位留置施工缝，并应尽快中止混凝土浇筑；对已浇筑还未硬化的混凝土应立即进行覆盖，严禁雨水直接冲刷新浇筑混凝土。

4.混凝土浇筑后的测温和养护控制

（1）根据此工地现场情况，合理布设测温孔，对2200mm厚的底板，同一位置设上中下3个测温孔，测温孔材料采用20黑铁管，对应底板厚度分别埋入底板中心稍偏下处，下口用铁板电焊封闭，上口高出混凝土面10cm，用木塞塞紧管口。

（2）测温参数和时间的规定：测温参数确定为基坑大气温度、混凝土入模温度、混凝土中心温度和表面温度4种。测温时间根据大体积混凝土早期升温较快，后期降温较慢的特点，确定为：前3天内每小时测读一次，3天后--8天每2 h测读一次，8天后--15天每4h测读一次，15天后--8天每12h测读一次。

（3）混凝土温升的测算及温差的控制测算：混凝土的浇筑温度根据施工时的温度适当选取。在工程设计未明确内外温度差的控制值时，可按常规采用控制值为25℃ ，在考虑控温措施时，可以在局部区域埋冷却循环水管以降低混凝土的内部温度。

（4）养护用水的温度，应与现场测得的混凝土表面温度接近，以免人为造成混凝土表面产生温度梯度，进而出现裂缝。鉴于实际情况与测算情况会有一定的出入，故需及时掌握温度信息：若温度差接近25℃ ，需及时采取下述措施：在该处附近加盖草包，并用温度略高于表温的水加以养护；用碘钨灯进行照射以控制温度差在25℃之内。

三、关于大体积混凝土浇筑裂缝修补分析

1.修复纤维和胶囊的材料。目前自修复混凝土中掺入的玻璃纤维或胶囊的制备工艺复杂, 强度过高, 不易裂开实行修复, 强度过低, 拌入混凝土中易破裂, 因此, 应开发与混凝土材料性能相匹配的修复纤维和胶囊的材料。

2.修复材料的数量。修复材料过少不能完全修复裂缝, 过多则影响混凝土的性能。应进一步研究修复胶囊(或纤维) 的掺入给混凝土性能带来的不利影响, 以及修复后的混凝土的各个性能, 确定数量的最佳范围。

3.裂缝宽度的控制。修复混凝土的裂缝宽度应加以控制, 过宽的裂缝仅靠修复剂难以完全修复, 且修复剂将顺着裂缝面在重力作用往下流, 不会在裂缝面上渗透, 修复效果差, 且修复胶囊(或纤维)上方的裂缝也无法修复, 可以考虑用应力释放装置与仿生自修复法相结合的可行性。总之, 自修复技术有待进一步的完善, 但其自检测自修复性能的应用前景十分广泛。

大体积混凝土施工是一项特殊工程，若有裂缝将难以挽回与弥补。因此，施工单位要精心组织，相关部门要密切配合，不可轻视，也不可因过分保守而造成工料浪费，要从施工全过程和全方位把关。

参考文献：

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