大体积混凝土裂缝施工控制分析

杨振广

摘要：大体积混凝土在施工中经常出现的问题是结构温度和收缩变形，导致产生有害裂缝。严格控制大体积混凝土有害裂缝的产生和发展，以减小作业风险，降低施工成本，提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀能力，从而提高建筑结构的耐久年限。

关键词：大体积；混凝土；施工控制

一、引言

现代工程建筑中经常涉及到大面积的混凝土施工，因此，大体积的混凝土施工的设计应用也就越来越广泛，比如，高层楼房基础，整跨浇筑箱梁，特殊桥梁基础，水利大坝等都是大体积的混凝土施工项目。这种建筑施工具有一次浇注混凝土的体积大，混凝土表明的系數小，水泥在水化的过程中释放热集中，工程内部升温也比较快，而且由于混凝土建筑内外的温差比较大而很容易产生裂缝，从而影响工程的正常以及安全使用等特性。因此，要采取有效的措施保证大面积混凝土工程的施工质量。

二、大面积混凝土裂缝成因

大面积的混凝土施工的裂缝问题是其施工中存在的主要问题，而产生的裂缝的因素则是多方面的，有工程周边环境的湿度因素，对工程的约束情况，结构形式，分段是否妥当等因素。针对大面积混凝土工程而言，因素也是需要根据具体的工程项目进行具体的分析，不过一般的影响因素主要有以下几点：

1、水泥的水热变化，水泥在水化的过程中会释放出一定的热量，但是对于大面积混凝土工程而言，水泥发生的热量聚集在工程的内部结构中并不容易散去，这主要是因为大面积混凝土工程的结构断面很厚，而表面的系数又比较小。水泥水化散发的热量在混凝土工程中由于无法及时的散发出去，导致热量越积越高，工程内部与外部的温差就越来越大。在单位时间内混凝土水泥释放的热与混凝土单位体积中水泥选用的品种和水泥的用量有很大的关系，而且这种关系会因为混凝土的龄期而增加。混凝土的结构表面虽然可以自然散热，但是由于大面积混凝土工程的独特性，工程内部的最高温度一般都是发生在工程浇注之后的3到5天。

2、外界的气温变化，在施工阶段，大面积的混凝土浇筑温度会随着外界的气温而变化，尤其是气温骤降的气候因素，这种情况出现的时候会极大的增加混凝土结构内外的温差值，对大面积的混凝土浇筑是一个极度不利的因素。温差会引起温度变形造成温度应力，温差越大则表明温度应力就越大。另外，在同高温的条件下，由于大面积混凝土的热量不易散发，混凝土内部的最高温度都可以达到70多度，这个最高温延续的时间还相当长。针对这种情况，就需要采取对温度的控制措施，防止因为温差而造成较大的温度应力。

3、混凝土的收缩，混凝土中约20℅的水分是水泥硬化所必须的，而约80℅的水分要蒸发。但是在多余的水分被蒸发的过程中往往会引起混凝土体积的收缩。同时，混凝土若是再次处在水饱和状态，那么收缩后的混凝土又可以恢复膨胀甚至是达到原有的体积状态。这种干湿交替的情况也就引起了混凝土体积的收缩交替变化，这对混凝土工程来说，是一个非常不利的情况，亟需克服。其影响的因素则主要有水泥的选用品种，混凝土配料比例，外加剂和掺合料的品种，另外施工手艺也是一个重要的影响因素。

三、大体积混凝土裂缝施工控制

1、水泥用量

大体积混凝土产生裂缝的最主要的原因是因为水泥水化时释放出大量的热量在混凝土内部产生温度应力而产生裂缝。为此，在施工中应合理的选用低热和中热水泥并且尽量减少单位水泥用量，从根本上控制因水泥的水化散热而引起的温升。一般来说水泥用量每增减10kg，温度则相应升降1℃。另外，为了降低因水泥水化产生的热量引起的温升，在保证基础有足够的强度满足使用要求的前提下，利用混凝土60天或90天的后期强度，这样既可以避免混凝土在前期就释放出大量的水化热而使混凝土产生较大的温差，也可以减少混凝土中水泥的用量，以降低混凝土浇筑块体的温升。

2、选用骨料

在选用骨料的时候应优先选用热学性能好的骨料。因骨料占混凝土组成比例的绝大部分，因此混凝土的热学性能在很大程度上取决于骨料的矿物性质，优先选用热学性能好的骨料是混凝土温度控制的基本措施之一。细骨料宜采用天然砂，其质量应符合现行标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》；粗骨料的种类应按基础设计的要求确定，其质量除了应符合现行标准《普通混凝土所用碎石或卵石质量标准及检验方法》外，还应满足含泥量不大于1.5%的标准。

3、外加剂

混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中加入用以改善混凝土性能的物质。掺量不大于水泥重量的5%（特殊情况除外）。在大体积混凝土施工中掺入混凝土外加剂，可大大改善混凝土工作性能，提高混凝土强度，增强混凝土的密实性，减少收缩、徐变和提高混凝土抗渗性，同时由于水泥用量的减少和混凝土微膨胀剂及高效缓凝减水剂的双掺应用，可推迟或延缓水泥水化散热的作用，增强混凝土的抗裂性能，防止大体积混凝土出现升温阶段的表面裂缝和降温阶段的收缩裂缝。目前，商品混凝土中应用的外加剂种类繁多，主要有：加气剂、塑化剂、高效减水剂、矿物质掺料等。一般在混凝土中加入外加剂后，可取得以下效果：

（1）延缓混凝土的凝结时间和降低水化热；

（2）减少了水泥用量；

（3）减少了水用量；

（4）限制了混凝土的膨胀率。

因此说，外加剂在大体积混凝土施工中必不可少，能够充分发挥其自身的优点，而降低了大体积混凝土的危害。

4、施工方案

合理优化施工方案制定，首先应保证结构的设计所规定的强度等级和施工难易性及坍落度的要求，以确定混凝土配合比，并且符合合理使用材料，节约水泥的原则，同时又要达到施工的易振捣要求。

现场成立生产指挥机构，分别有生产、技术、经营、行政后勤管理五部门组成。施工现场生产管理机构主要负责现场各项施工生产管理，施工进度管理，现场安全文明施工生产及施工现场人员、机械、材料的调度、协调各单位间的关系。技术管理机构主要负责施工生产中技术管理工作，分别由技术、测量、试验、计量环保等组成，重点攻关大体积混凝土的施工技术、模板工程、防水工程等。材料供应机构负责材料的采购、定货，负责提供各种材料的出厂证明材料，负责现场材料的搬运、贮存、保护及对不合格材料的处理，对不合格的材料应坚决予以退回，并确保材料及时供应。经营管理机构负责工程中的合同管理，成本控制资金的供保，施工概算的编制及结算，外埠施工队及劳监管理。后勤保障机构负责做好后勤保障工作，给参加施工的职工创造一个良好的工作，学习和生活环境，要关心广大职工和民工的衣、食、住、行，使之安心工作无后顾之忧。

5、保温措施

从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝；防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度；防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。

为了避免混凝土内外产生较大的温差引起混凝上产生裂缝，可以通过混凝土内部通水冷却或者对混凝土进行保温措施来缩小混凝土内外的温差。混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

结语：混凝土在水化过程中要释放出一定的热量而产生温度裂缝，但是控制水化热就是大体积混凝土施工的关键所在。所以要控制好混凝土施工可以围绕水化热的温度控制展开。

参考文献：

[1]黄晓燕.大体积砼基础施工的质量监控[J].科技与生活.2010（9）.

[2]曾建国.大体积混凝土施工控制措施初探[J].施工技术，2006