陕南地区夏季大体积混凝土裂缝成因及其施工措施分析

李俊峰

陕西汉中市南郑区建设工程质量安全监督站 陕西 汉中 723100

前言

夏季全国普遍高温，陕南地区气温尤其高。由于混凝土水化过程中产生大量的热量，混凝土在浇筑后的温度都会升高。而浇筑的理想温度在10℃～15℃，因此施工中要防止大体积混凝土构件裂缝的形成，需采取相应的措施。

1 大体积混凝土

大体积混凝土是一个相对的概念。我国学界的定义也不尽相同。有的规定建筑物的基础最小边尺寸在1～3m范围内就是大体积混凝土。也有的规定混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因为水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂隙的混凝土称为大体积混凝土。本人认为，不能简单规定混凝土的某个尺寸或某个内外温差，而应根据实际浇筑时候的外界情况而需采取温控措施最小体积的混凝土称为大体积混凝土。

1.1 大体积混凝土裂隙成因

在大体积混凝土中，温升是由水化热引起的。混凝土内部温度升高并且膨胀，而混凝土表面处于冷却和收缩状态，如果内外形成温差过大，则在混凝土表面产生拉应力引起开裂。裂缝的宽度和深度取决于热的混凝土内部和冷的混凝土外表面之间的温度差大小。

大体积混凝土很难完全防止裂缝，但如果重视温控设计并注意改善影响的各种因素，最大限度地减少裂缝及避免严重裂缝是可以做到的。

1.2 大体积混凝土温控途径

为防止出现开裂，建设工程中的基础筏板工程或其他无筋混凝土的构件要考虑温度控制。可通过以下途径控制混凝土的内部温度升高：

①水泥用量——120～270kg／m3（粉煤灰、水泥组成胶凝材料）；②大粒径集料——75～150mm；③高的粗集料用量——可占总集料量的80%；④低热水泥；⑤掺加火山灰掺和料——其水化热约为水泥水化热的25%～50%；⑥冷却混凝土组分使混凝土的初始温度降至10℃左右；⑦用预埋的冷却水管给混凝土降温；⑧用散热迅速的钢模浇注；⑨水养护；⑩每层浇注厚度不大于1.5m。

2 炎热天气下大体积混凝土的施工措施

2.1 预防措施

混凝土浇筑的温度在25℃～35℃之间时，应提前采取措施来改善高温对混凝土产生的不利影响，确定什么时候采取预防措施比控制最高温度更为重要，下面的预防措施将会减少在炎热天气混凝土遇到的一些问题：

①炎热天气时有良好记录的材料和配合比；②冷却混凝土或多种混凝土的组分；③采用适宜的混凝土稠度快速浇注和捣实；④尽可能减少运输、浇注和修整的时间；⑤合理的浇注日程，例如晚上或在合适的天气下浇注；⑥在浇注和修整中考虑避免水分损失的方法，如遮阳、挡风、喷雾、淋水；⑦抹平后采用临时养护膜；⑧施工前根据天气情况确定预防措施。

2.2 混凝土组成材料的冷却措施

降低混凝土温度的方法是在拌和前降低混凝土材料的温度，如冷却一种或多种组分。在炎热天气下，应尽量降低集料与拌和水的温度。

在混凝土所用材料中，水最易冷却。我们要尽可能使用较冷的水源，这些水源不要直接暴露在太阳光下，输水管道应该暗埋、隔热，使水尽可能保持较低的温度。

2.3 使用掺和料

掺和料有粉煤灰和火山灰及磨细粒状高炉矿渣，这些通常能延缓凝结速度以减少坍落度损失。然而进行表面修整时应谨慎，因为蒸发的速度大于泌水的速度可能会导致塑性收缩开裂或裂纹。

2.4 添加外加剂

使用缓凝剂可以有效延长凝结时间，施工开始前，外加剂应在工地的环境下用工地材料进行试验，确定它们与混凝土组分的相容性以及在特定条件下达到预期效果的能力。

2.5 控制水化热

水泥水化过程中产生的热量能升高混凝土的温度，其程度取决于混凝土浇筑时的体积、周围环境、混凝土的水泥用量，这就要求在炎热天气下浇注大体积混凝土必须采取措施来处理水化热和温度体积变形以及开裂。

2.6 大体积混凝土成型前的措施

在高温天气时，应将浇注混凝土的时间改在早晚或夜间，可以取得良好的效果，并采取以下措施可以减小大体积混凝土的开裂。

（1）混凝土的运输、浇筑与修整。在炎热天气，应尽快完成混凝土的运输和浇注，因此必须有充足的人力和设备，以便混凝土运达后能立即进行处理与浇注。

首先应减少搅拌时间，使搅拌产生的热量最小。浇注墙体时应按规定进行薄层浇注，以使得前后两部分有较充裕的时间。临时遮阳和挡风有助于减少冷工缝的产生。

（2）预防塑性收缩裂缝。炎热天气通常会造成混凝土塑性收缩开裂，通常裂缝为短而不规则形状。下列情况单独或同时出现，将加速混凝土收缩开裂的可能：①混凝土表面温度明显高于空气温度；②空气湿度低；③风速大。

裂缝的长度通常为50～1000mm，呈不规则分布，相距50～700mm。目前还没有办法确切预测在什么时候会产生塑性开裂。因此只能采取预防措施，这些措施以如下顺序在施工中实施：①润湿和吸湿性强的混凝土集料：②冷却集料和拌和水；③搭建临时挡风板来降低风速④搭建临时遮阳板降低温度；⑤用聚乙烯膜之类的覆盖物来保护混凝土；⑥在浇注之后或修整之前立即对混凝土板喷雾；⑦在混凝土中加入塑料纤维有助于减少塑性收缩裂缝的形成。

（3）拆模和养护。拆模对混凝土不造成损伤时就要及时松开模板，并在混凝土表面洒水，水温度不应低于混凝土温度11℃以上，这可以在很大程度上减少温度应力所产生的裂缝。

3 结束语

混凝土裂缝不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此，在施工中需要采取各种措施来预防裂缝特别是重点部位大体积混凝土裂隙的出现和发展，以保证建筑物和构件安全、稳定地工作。2006年7月本人监督管理的汉中市汉烟二厂烟库工程，基础分部施工参考以上的施工措施，取得良好的效果。该基础部分的尺寸为35.6m×1.2m，厚度2.5m，混凝土强度等级C40，在基础梁一定位置采用后浇带隔开，一次性浇筑，不留施工缝。经检验，内外温度差最高为18℃，基础结构拆模后经实测检查基本未出现裂缝，局部细微裂隙在允许范围之内。因此可以说，陕南夏季高温季节，只要做好相应的施工措施，是完全可以避免大体积混凝土的质量隐患的。