防止大体积混凝土出现裂缝的相应措施

赵立新 周双胜

摘    要：随着我国经济突飞猛进的发展，出现大批高层、超高层、特殊功能的构筑物。大体积混凝土大量用于工业与民用建筑中，在取得辉煌成就的同时，也存在一些问题，其中，混凝土的裂缝是容易发生的工程质量事故。

关键词：大体积混凝土;温控;裂缝;材料要求

1  引言

大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m以上的砼结构。混凝土裂缝产生原因有很多，主要是温度及湿度的变化，混凝土不均匀性，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，随即出现裂缝。根据国内外的资料，属于由温度、湿度、地基变化引起的约占绝大部分以上。在大体积混凝土施工中，主要是因水泥水化热引起的混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，导致混凝土表面及内部出现裂缝。

从设计方面控制大体积混凝土的裂缝，宜选用强度等级C20～C35，利用后期强度。设计强度过高，水泥用量过大，造成混凝土水化热过高，混凝土内部温度高，混凝土内外温差超过28℃以上，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。竖向受力结构可以用高强混凝土减小截面，而对于大体积混凝土底板应在满足抗弯及抗冲切强度要求下，采用C20～C35的混凝土，避免设计上出现强度越高越好的错误意识。考虑到建设周期长的特点，在保证基础有足够强度、满足使用要求的前提下，可以利用混凝土60d或90d的后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度升高。大体积混凝土基础除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋，以构造钢筋来控制裂缝，配筋应尽可能采用小直径、小间距。为满足混凝土设计强度、耐久性等要求和施工和易性需要，应进行混凝土施工配合比优选试验。

如何从材料方面控制大体积混凝土的裂缝产生，水泥用量是混凝土收缩率的重要因素，采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的絕对温升值，使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用，这是大体积混凝土配合比选择的特殊性，水泥用量最好不超过380kg/m;采用5mm～40mm颗粒级配的石子，控制含泥量小于1.5%;混凝土中应掺入适量的掺合料。其品种有粉煤灰、凝灰岩粉、矿渣微粉、硅粉、氧化镁等。掺用的品种和掺量应根据工程的技术要求、掺合料品质和资源条件，通过做试验论证确定。外加剂主要指减水剂、早强剂、缓凝剂、膨胀剂。水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，也可使混凝土用水量减少25%。外加剂选择应根据混凝土性能要求、施工需要、并结合工程选定的混凝土原材料进行适应性试验，经结合工程选定的混凝土原材料进行适应性试验，经可靠性论证和技术经济比较后，选择合适的外加剂种类和掺量。外加剂还应配成水溶液使用。配制溶液时应称量准确，并搅拌均匀。根据工程需要，外加剂可复合使用，也可分别使用，但必须通过对比试验论证。大体积混凝土裂缝控制的施工措施。

2  严格按规范施工

混凝土浇筑前，保证仓内无杂物，模板、钢筋、预埋件符合标准要求，并做好验收自检工作。混凝土浇筑过程中，严禁在仓内加水;仓内的泌水必须及时排除;应避免外来水进入仓内，严禁在模板上开孔赶水，带走灰浆;应随时清除粘附在模板、钢筋和预埋件表面的砂浆;应有专人做好模板维护，防止模板位移、变形。对混凝土撑柱、止水、施工工程中抛置的块石等周围和预埋件下面加强振捣，同时进行二次复振，增加混凝土密实性，减少混凝土内部微裂缝，经测试加强振捣后混凝土试块3天抗压强度可达到80%以上。

3  在高温季节施工时，应根据具体情况，采取下列措施

（1）成品料仓骨料应搭设凉棚，堆高不应低于6米，喷洒水雾降温等;（2）混凝土拌和时，可采用冷水、加冰或用水将碎石冷却等降温措施;（3）混凝土在运输过程中，应尽量缩短运输时间、等待卸料时间和减少转运次数，运输工应有隔热遮阳措施;（4）在混凝土浇筑过程中，应缩短混凝土运输入仓时间，及时进行平仓振捣，要采用隔热材料及时覆盖，尽量缩短混凝土的暴露时间;（5）混凝土浇筑已安排时间在早晚、夜间及利用阴天进行，并减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。基础混凝土和老混凝土约束部位浇筑层厚以1m～2m为宜，上下层浇筑间歇时间宜为5天～10天。应增派人手加强连续养护，养护期内始终使混凝土表面保持湿润;（6）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

4  在寒冷季节施工时，应根据具体情况，采取下列措施

（1）成品料仓骨料堆搭设暖棚，采用蒸汽排罐法对粗骨料进行加热，使其温度保持在10℃～15℃;（2）混凝土在拌合前，用热水冲洗拌和设备。混凝土拌和时，可采用加热水拌和，热水水温控制在60℃以下，先将骨料与水拌和，然后加入水泥，以免水泥假凝。拌合站出机口温度应控制在5℃～10℃以上;（3）对混凝土运输工具采用麻袋和彩条布包裹，尽量缩短运输时间、等待卸料时间和减少转运次数，以防温度散失;（4）塑料泡膜、草袋和棉被可作为保温材料覆盖混凝土和模板，并应搭设挡风保温棚，必要时可在仓内设火炉加热，使混凝土浇筑温度控制在3℃以上;（5）拆模后和养护期内，应采取防寒防潮侵袭、突然降温措施，在混凝土表面加塑料薄膜，保持混凝土表面水分，防止风干，同时外层加2cm厚塑料泡沫保温。

5  为防止大体积混凝土开裂，应进行温度监控

（1）大体积混凝土施工应当建立和健全全方位的温控管理与保证体系，并根据具体工程规模和质量控制及管理的需要，配备相应的技术人员与必要的检验、试验设备。在混凝土浇筑过程中应该进行混凝土浇筑温度的监测，在养护过程中应进行混凝土浇筑块体升降温、内外温差、环境温度等监测。这些监测结果能及时反馈现场大体积混凝土浇筑块内温度变化的实际情况，及所采用的施工技术措施的效果，为工程技术人员及时采取温控对策提供依据。大体积混凝土浇筑块体内外温差、环境温度的测试，每昼夜应不少于3次。

（2）安排专人测定混凝土入仓温度、塌落度，并留置规定的试块组数。混凝土拆模后，应检查其外观质量。混凝土有裂缝、蜂窝、麻面、模板走样等质量问题时应及时检查和处理。对混凝土强度或内部质量有怀疑时，可采取无损检测法（如回弹法等）或钻孔取芯、压水试验等进行检查。

（3）通过多年施工经验并查阅资料，对大体积混凝土裂缝形成的原因和预防措施作了初步探讨，认为只要采取以预防为主，采用温控施工技术，在大体积混凝土结构的设计、混凝土材料的选择、配合比优化、拌制、运输、储存、浇筑、保温养护及施工过程中混凝土浇筑内部温度和温度应力的监测等多环节，采取了一系列的技术措施，在施工中多观察、多比较，出现问题多分析、多讨论、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以控制与避免的。

6  结束语

通过这次论文写作，总结在工作中发现的问题及防治办法，查阅想关文献，又学到许多新的内容。相信有这次经历会对我今后的工作学习会有一定的帮助。

参考文献：

[1] 钟汉华.建筑工程施工工艺[M].重庆：重庆大学出版社，2009.

[2] 薛志成.混凝土结构设计计算[M].北京：混凝土结构设计计算，2008.

[3] 曹哑铃.建筑材料[M].北京：化学工业出版社，2008.