大体积混凝土裂缝预防及其控制

张成明（四川路航建设工程有限责任公司，四川　南充　637000）



大体积混凝土裂缝预防及其控制

张成明（四川路航建设工程有限责任公司，四川南充637000）

随着中国经济建设的稳步发展，大体积混凝土施工也随之不断增加（如高层建筑的筏形基础或者箱形基础、斜拉桥的承台、索塔以及基础）然而在大体积混凝土施工中经常会遭遇裂纹的干扰，这是由于混凝土体积相对比较大，聚集过多的水化热会引起混凝土内外出现不匀称散热现象，一旦遭受外力的作用，混凝土的内部就会出现非常高的温度应力并且很大几率会出现裂缝，最终留下严重的安全隐患。本文通过分析大体积混凝土裂缝出现的原因，提出相对的解决对策。

大体积混凝土；裂缝；预防及控制

引言

对于桥梁隧道工程、水利工程以及建筑工程施工建设过程中，多数情况都会使用大体积混凝土，例如桥梁隧道、承台衬砌与支护、建筑物基础、厚大的桩顶承台梁、地下室底板、转换板或梁、超高层的内筒外框架等浇筑施工，这些工程一般都会使用大体积混凝土施工方法。但是因为大体积混凝土自身体积相对较大，所以拥有较小的表面系数，当水泥凝固散发出热量时，内外温度会形成明显的温度差，会使大体积混凝土发生形变从而出现裂缝，影响建筑的正常使用。所以，为了保证大体积混凝土在施工完成之后的质量，一定需要控制大体积混凝土中的裂缝。

1　大体积混凝土出现裂缝的原因

因为混凝土是由各种各样的原料混合而成的不均匀物质材料，所以具备较强的耐久性以及抗压强度，但是抵抗变形能力以及抗拉强度相对较差，所以大体积混凝土普遍存在裂缝现象。

（1）大体积混凝土内部水泥凝固之后产热的影响。大体积混凝土自身具备水泥用量高、水泥水化的时候混凝土温度升高作用以及横截面积比较大等显著特征，而且因为大体积混凝土内部热量不能较快散失，环境与外部接触部分散热能力相对较强以及自身导热能力相对较低，所以导致大体积混凝土每一个组成部分之间都有着差异较明显的温度应力以及温度差，从而引起大体积混凝土内部出现拉应力造成混凝土出现裂缝。

（2）大体积混凝土自身收缩形变作用。大体积混凝土处于水泥水化作用阶段时，会出现不同程度的形变干缩现象，引起大体积混凝土形变干缩的一般原因是因为在搅拌大体积混凝土时，只有小部分水用来水泥水化反应，其余都被蒸发，在大体积混凝土内部的水分被蒸发之后会出现毛细管引力从而造成大体积混凝土出现形变干缩现象。

（3）大体积混凝土施工结束之后的束缚作用。相对大体积混凝土施工浇筑来说，当施工结束之后因为其所处构造部位以及构造功能的不同，会对其余构造部分产生约束作用，在条件不相同的约束作用下，大体积混凝土构造的形变量应该是大体积混凝土线膨胀系数和温差的乘积，当大体积混凝土的极限拉伸值小于大体积混凝土的膨胀系数时，就会导致大体积混凝土出现裂缝。

2　大体积混凝土生产阶段的裂缝防护措施

2.1选择合适的材料作为大体积混凝土的原材料

为了保证大体积混凝土的质量足够优秀，首先必须有效地掌控源头的管理控制工作，针对大体积混凝土原材料控制管理防范措施可以从以下几个方面着手：

（1）集料的挑选。在生产大体积混凝土的过程中，对于挑选材料方面，必须尽量使用针片状含量较少、粒径相对较大以及粒径级配优秀的材料，为了最大程度减少水泥的用量，能够增加一定块石的数量。挑选细集料时，应该多选择粗、中砂，同时需要严格把控砂石中水泥的含量。

（2）水泥的挑选。为了最大程度上减少大体积混凝土建设施工中水化热的现象，应尽量挑选水化热比较低的525或者425的矿渣水泥，而混合材料多是挑选超细矿粉、火山灰、矿渣以及煤灰等材料。

（3）科学合理的使用外参剂。为了能够有效地把控大体积混凝土中出现的裂缝，能够在浇筑过程中使用添加一定的外参剂，从而使大体积混凝土的特征得到明显的改善，同时可以达到降低水泥用量以及减少大体积混凝土水热化出现概率的效果。如今，应用较为广泛的外参剂一般都是高效复合类减水剂。

2.2设计大体积混凝土配比阶段

为了能够有效地把控大体积混凝土裂缝出现的概率，在当初设计混凝土配比阶段必须大幅减少混凝土的隔绝热量升高温度的能力，采取一定能够延长混凝土凝固的措施，从而不会出现在大体积混凝土施工完成之后，由于温度作用出现裂缝的现象。在开始设计配比的过程中，能够在确保混凝土塌落度以及强度的前提下，适当增加粒径较大集料以及掺合料的用量，从而最大程度上减少单方混凝土水泥的用量。在确定大体积混凝土的配比之后，必须适时检测混凝土有关的水热化，必须在检测出的水热化达到施工的标准之后才能够开始生产大体积混凝土。

3　大体积混凝土裂缝建设施工阶段的预防及控制措施

3.1大体积混凝土振捣以及浇筑施工

有效的预防大体积混凝土裂缝的关键方法是科学的要求大体积混凝土的施工工序。浇筑施工大体积混凝土时，必须遵守有关的施工要求，在开始大体积混凝土建筑施工前，必须先将模板清洗干净，之后才能够进行保湿喷水操作，最后正式进行浇筑施工。大体积混凝土建筑施工的顺序，必须按照特定的顺序开始（由远及近），对于位于倾斜面的浇筑部分，则必须按照由低到高的浇筑顺序。大体积混凝土施工的浇筑形式一般是使用推移式连续浇筑或者整体分层连续浇筑施工的形式开展。浇筑混凝土的速度必须根据混凝土的塌落度以及标号的规格，并且需要根据不同的气候条件做出相应的改变，一般来说，浇筑的速度都应该保持在每小时20～30m3左右。对于需要进行反复施工的情况，前后之间的间隔必须根据现场的环境温度来确立，一般来说，当气温在25°C以下时，间隔必须大于2.5h，不小于25°C时则能够延长2h（见图1）。

图1

3.2大体积混凝土施工养护管理工作

养护大体积混凝土对于减少裂缝出现的概率有着不可或缺的作用，绝大多数大体积混凝土出现裂缝都与混凝土在浇筑完成之后不恰当的养护措施有关。浇筑大体积混凝土时，因为水泥水化过程会出现巨大的热量，从而极易引起混凝土内外出现巨大的温度差，一旦大体积混凝土内外温差超过25°C时，就会非常容易导致大体积混凝土出现温度裂缝，对混凝土的施工质量造成巨大的影响，所以，必须在大体积混凝土找平以及浇筑施工完成之后，对混凝土的表面进行及时地铺盖塑料薄膜操作，之后在塑料薄膜上增加草被或者麻袋。与此同时使用适当的养护措施并且控制大体积混凝土表面的温度，最大程度缩小大体积混凝土内外的温度差，通常情况下，大体积混凝土的养护时间至少需要14d。

3.3大体积混凝土内外温度差的监管管理

大体积混凝土的浇筑应在一天中气温较低时进行。混凝土入模前的模板与钢筋温度以及附近的局部气温均不应超过40°C，混凝土的浇筑温度不宜高于28°C。冬天浇筑混凝土的入模温度应不低于10°C。混凝土的温度变化以及温度对于混凝土裂缝来说是十分敏感的。当混凝土从初始状态的应力温度减小到混凝土开裂应力温度时，此刻混凝土的极限拉应力会远小于混凝土的拉应力。所以，能够减小混凝土的初始温度以及混凝土内水化热温度来避免和降低裂缝的风险。

人工把控大体积混凝土温度的手段对前期由于受热而出现裂缝现象的作用不是十分明显。例如，混凝土表面的保温材料能够大幅降低混凝土内外的温差，但是却会导致混凝土内部的温度升高，从受到约束从而出现贯穿裂缝的视角来说，其是一种隐性导致裂缝的原因，因为混凝土内部的温度早晚都会散发出去。除此之外，人工掌控混凝土的温度还应该关注的问题是避免出现超冷以及过速冷却的现象，超冷会导致混凝土内外温差过大，导致浇筑裂缝的时间多为夜晚，一定程度上减小了混凝土的初始凝固温度。过速冷却不但会导致混凝土出现较大的温度梯度，而且会对前期水泥胶体的强度以及水化程度造成巨大的影响，极易出现温度裂缝。在白天进行施工时，需要在石、沙堆厂设置简单的避光设备，或者使用带水的麻袋进行覆盖，特殊情况下，需要向骨料泼洒冷水。

4　结束语

因为大体积混凝土在构筑物或者建筑物中，经常被当作梁柱、承台以及基础等重要构成部分，所以控制、预防大体积混凝土裂缝的出现对于保证构筑物或者建筑物的施工质量，增加其可靠性等具备不可或缺的作用。提高大体积混凝土的施工水平，合理地挑选设计方案进行配比设计，科学地挑选合适的混凝土原材料以及建立健全监测养护手段是预防、控制大体积混凝土裂缝的重要手段，对于提高建筑物的施工质量以及工程的安全性有着至关重要的作用。

［1］肖幼锋.浅谈大体积混凝土裂缝的防范措施［J］.科技创新与应用，2014（13）.

［2］朱 婧，狄 欣.大体积混凝土裂缝及其防治措施浅析［J］.山东工业技术，2016（07）.

［3］胡艳华.建筑工程大体积混凝土施工技术要点探究［J］.黑龙江科技信息，2016（08）.

张成明（1981-），男，汉族，大学本科，主要从事码头、港口、公路施工项目管理工作。

U215

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2095-2066（2016）13-0196-02

2016-4-10