大体积高强混凝土施工裂缝的控制对策分析

高 尚 勇

(山西省晋中路桥建设集团有限公司,山西 晋中 030600)

大体积高强混凝土施工裂缝的控制对策分析

高 尚 勇

(山西省晋中路桥建设集团有限公司,山西 晋中 030600)

结合大体积高强混凝土的特点，分析了大体积高强度混凝土在施工中和使用过程中产生裂缝的原因，并提出了施工裂缝的有效控制措施。

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0 引言

由于大体积高强混凝土表面系数小，水泥散热点集中，保持恒温性好，当内部升温迅速造成大体积高强混凝土内外温度差异过大超过混凝土韧性时会发生施工裂缝。

1 大体积高强混凝土的特点

大体积高强混凝土在结构上紧密，混凝土占比重，工地环境复杂，对技术要求高，水化热较大，造成建筑物易产生温度变形。这种类型的混凝土对最小断面和温差有一定要求，另外也规定了使用面积，使用面积越大，约束力对其影响越大，对温度的不良控制，当温度应力超过混凝体本身的韧性时，大体积混凝体容易出现裂缝。大体积高强混凝土在公路桥梁中有着较为广泛应用，若是没有对施工裂缝进行有效控制，会严重影响公路桥梁工程项目的应用年限，降低工程项目应用的安全性。

2 大体积高强混凝土施工过程中或工期后产生裂缝的原因

当大体积混凝土结构有裂缝出现时根据其裂缝深度的不同，将裂缝分为不同的类型分别为表层、深层、贯穿类裂缝。表面裂缝是混凝土表面产生裂缝，裂缝深度浅，面积小，对建筑物危害较小；深层裂缝相比表面裂缝的程度更深危害更大，深层裂缝贯穿了混凝土的表层；发现表层裂缝如若不及时处理会演变成贯穿裂缝，贯穿裂缝相对深层裂缝深度更大，严重的甚至会切断建筑的结构，对建筑整体的稳定造成破坏，严重影响建筑物的安全性。

2.1水泥水化热

水泥在水化过程会产生一定的热量，大体积混凝土由于其结构断面厚度较高，表面积小，水泥在水化的过程中热量不能及时的散发出去，热量的内部累计使得混凝土内部温度逐渐升高，由于外界环境相对恒温使得内外温差越来越大。混凝土释放温度的速率和水泥的品种有着重要的关联，随着大体积混凝土生产时间的增长而增长。由于混凝土会有散热现象，大体积混凝土最高温差的出现多是在浇筑的3 d～5 d发生。

2.2温度应力

大体积混凝土在具体施工时，对其浇筑的温度会随着外界环境的变化产生改变，特别是温度发生骤降时这种情况的发生加大了混凝土内外温差，这对于大体积混凝土的施工质量影响巨大，温差越大，温度应力也会越大，相比高温环境下，混凝土会发生散热不良，混凝土的内部温度会高达60 ℃，由于外界的高温使得混凝土散热不良，内部会持续高温，应做好温度控制工作，防止混凝土内外温差较大。

2.3混凝土收缩

混凝土在凝固过程中混凝土内部应含有20%左右的水分。在其中80%的水分应当蒸发掉，其中蒸发的水分在蒸发的过程中会引起混凝土的收缩，这部分水分的蒸发是引起混凝土收缩的主要原因，混凝土湿度的变化对混凝土本身质量有着严重的影响，混凝土的伸缩度主要受混凝土的原材料质量、混凝土的配比方案及其施工技术影响。

3 大体积高强混凝土施工裂缝的控制

3.1原材料选择

大体积高强混凝土的施工材料比较复杂并且细化，我们对原材料进行限制，以做到控制并减少施工裂缝产生的目的。

粗骨料的配比中应采用连续配比，细骨料中应采用中砂进行配比。外加剂应使用缓凝剂、减水剂等材料，掺合料应使用矿渣煤灰等大体积材料，大体积混凝体在保障质量的要求下，尽量提高粗骨料、细骨料、掺合料的占比度，降低高费用水泥的使用度。

在具体施工中应使用水化热相对较低的水泥，并减少水泥的使用，水泥在水化过程中会产生一定的热量，大体积混凝土由于其结构断面厚度较高，表面积小，水泥在水化的过程中热量不能及时的散发出去，热量的内部累计使得混凝土内部温度逐渐升高，由于外界环境相对恒温使得内外温差越来越大。混凝土释放温度的速率和水泥的品种有着重要的关联，随着大体积混凝土生产时间增长而增长，混凝土最高温度一般发生在浇筑完成后的3 d～5 d内。

在混凝土的配比上应加入高效减水剂和引气剂的使用，高效减水剂和引气剂的使用能高效的提升混凝土的力学、热学、变形等性能，在混凝土质量提升方面应加强混凝土原材料的配比，对混凝土的水灰比严格控制，提升外加剂合理使用度。

3.2降温处理

大体积高强混凝土的温度是一个先升温后降温的过程，前期升温迅速，后期降温缓慢，其温度变化曲线如图1,图2所示。

根据图中的统计数据，一般在大体积高强混凝土浇筑后3 d～4 d，其温度会达到最高点。大体积高强混凝土升温时表里温差过大会造成表面裂缝，降温时降温速度过快又会因为冷缩造成贯穿裂缝，为有效控制温度，降低危害我们可以采用混凝土60 d强度作为设计强度；当在高温施工环境作业时，应对原材料进行降温处理，降低因运输过程中混凝土因外界环境温度影响升高的温度，可在混凝土的内部埋设管道，通过管道注水实行降温。混凝土表里温差不超过25 ℃，混凝土表面和空气温度温差不超过20 ℃，养护时间不少于14 d。当建筑物浇筑工作完成后，对混凝土进行水冷处理，对其内部结构的温度进行有效控制，可以通过保温材料、定时对表面喷洒热水、预存热水等方式，提高混凝土表面温度，对混凝土外部温度的有效控制降低混凝土内外温差，使得大体积高强混凝土裂缝产生概率降到最小。

3.3施工技术改进

大体积高强混凝土容易产生裂缝的内在原因是混凝体的抗拉强度远小于抗压强度。混凝土的延展性好，易拉伸，但是也容易造成密度分布不均，易产生裂缝，所以要创造条件，在具体的浇灌过程中保证混凝土坍落度的差异性不应过大，在浇筑过程中对坍落度的控制应在100 mm～400 mm之间，当出现坍落度过大时钢筋的表面容易产生水分，钢筋表面的水分会使得混凝土在钢筋的附着上产生裂缝，为了有效的防止这种现象的发生应当在混凝土初凝前和混凝土沉淀后再次进行压实工作。混凝土车辆在进行混凝土卸载前，搅拌车应当对混凝土进行高速搅拌，搅拌时间为3 min即可，这保障了泵车内材料的均匀性。

3.4设计改进

大体积混凝土施工在对配合比进行设计时，可以按照60 d龄期抗压强度进行设计。要尽可能的选择水化热性能较低的混凝土材料，混凝土材料的凝结时间也应较长。对于粗集料的选择可以选用连续配级的方式，应用中砂较为合理。外加剂可以选择缓凝剂和减水剂，掺合料可以应用粉煤灰，从而加强施工的环保特性，强化混凝土材料的综合性能。需要明确的是混凝土配合比试验是在实验室内部进行的，实际施工过程中还应结合施工现场实际情况进行调整。例如在公路桥梁工程项目建设施工阶段，技术人员应结合施工现场实际情况对混凝土配合比方案进行调整，对水泥材料用量进行调控，见表1。

表1 优化后C60混凝土配合比

3.5混凝土的养护

对大体积高强混凝土进行保温养护，有效监测混凝土中心和表面的温度和降温速度，及时调整和养护混凝土内外温度，使其符合温控指标。对于混凝土的具体养护过程中可以采用一层塑料两层草垫的方法，以防止混凝土发裂，在养护现场还应准备另外的塑料和草垫，加强看护频率实时测量混凝土的温度，对其温度进行记录，观测其温度是否超出标准，根据其温度对塑料和草垫的厚度进行更改，及时加盖或撤离塑料和草垫保障其温度，在必要时可以使用蓄水的方式，观测外部环境温度，外界环境温度温差不超过5 ℃时，可采用浇水或保温，当温度差小于5 ℃时不得浇水。养护期限根据混凝土测温记录确定。定期频繁检查塑料薄膜和养护层的完整度，保持混凝土表面湿润。对天气的突变、寒流突袭、降温、曝晒等情况及时采取有效地预防和防护措施。

4 结语

大体积高强混凝土的使用已经是现代建筑行业必不可少的技术，而其在浇筑过程和浇筑结束后容易产生裂缝的问题是从业研究人员急于攻破的难题。混凝土产生裂缝的原因是多种多样的，是多种因素综合作用的结果。想要避免混凝土裂缝的产生，我们需要从设计、施工、用料等多个方向进行努力，控制生产结果。应用有效措施减小大体积高强混凝土施工裂缝问题，保证大体积高强混凝土施工质量，保障工程项目整体建设施工质量。

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[2] 张金莺.探究大体积现浇板施工中裂缝控制措施[J].建材与装饰,2013(12):56-57.

[3] 林婵珊.解析房屋建筑现浇混凝土施工中防裂缝控制技术[J].建筑工程技术与设计,2013(8):171-172.

Analysisofcontrolmeasuresforconstructioncracksoflargevolumehighstrengthconcrete

GaoShangyong

(ShanxiJinzhongHighwayBridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

Combining with the characteristics of large volume high-strength concrete, this paper analyzes the causes of cracks in the construction and use of large volume and high strength concrete, and puts forward effective control measures for construction cracks.

large volume, high strength, concrete, construction cracks, control measures

1009-6825(2017)28-0093-02

2017-07-25

高尚勇(1979- ),男,工程师

TU312.3

A