試論大體積混凝土裂縫的控制措施

摘 要:大體積混凝土裂縫是影響結構安全性和耐久性的重要問題之一，如何有效的控制裂縫的產生，如何保證大體積混凝土結構不產生

裂縫，保證工程質量和結構安全，同時不受經濟損失，這是一個關鍵問題。

關鍵詞:大體積混凝土；裂縫；控制

在大體積混凝土結構施工中，混凝土裂縫的控制是一個很重要的課題。由于大體積混凝土結構的截面尺寸較大，由外荷載引起裂縫的可能性很小，但由于水泥在水化反應中釋放的水化熱所產生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，會產生較大的溫度應力和收縮應力，這將成為大體積混凝土結構出現裂縫的主要因素。

國內外大量實踐證明，各種大體積混凝土裂縫主要是溫度變化引起。大體積混凝土澆筑后在升溫階段由于體積大，集聚在內部的水泥水化熱不易散發，混凝土內部溫度將顯著升高，這樣在混凝土內部產生壓應力，在外表面產生拉應力，由于此時混凝土的強度低，有可能產生表面裂縫。在降溫階段新澆混凝土收縮因存在較強的地基或基礎的約束而不能自由收縮。升溫階段快，混凝土彈性模量低，徐變的影響大，所以降溫時產生的拉應力大于升溫時產生的壓應力。差值過大時，將在混凝土內部產生裂縫，最后有可能形成貫穿裂縫。為解決上述二類裂縫問題，必須進行合理的溫度控制。

1．大體積混凝土的質量控制

保證混凝土的質量主要有以下幾個措施:一是選擇合適水泥和嚴格控制水泥用量。優先采用525R普通水泥、425R普通水泥等高標號水泥，以減少水泥用量。選用低熱水泥，減少水化熱，降低混凝土的溫升值。并盡量選用后期強度(90或120天)，并延緩峰值。在滿足設計和混凝土強度的前提下，盡量控制水泥用量，以降低混凝土最高溫升，降低混凝土所受的拉應力。二是嚴格控制骨料級配和含泥量。選用10.40mm連續級配碎石(其中10.30mm級配含量65％左右)，細度模數2.80～3.00的中砂(通過0．315n凹篩孔的砂不少于15％，砂率控制在40％～45％)。砂、石含泥量控制在1％以內，并不得混有有機質等雜物，杜絕使用海砂。三是選擇適當的外加劑。可根據設計要求，混凝土中摻加一定用量外加劑，如防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等外加劑。四是優化配合比。選用良好級配的骨料，嚴格控制砂石質量，降低水灰比，并在混凝土中摻加粉煤灰和外加劑等，以降低水泥用量，減少水化熱，以降低混凝土溫升，從而可以降低混凝土所受的拉應力。五是嚴格控制混凝土入模溫度。大體積混凝土最好選在春秋季施工，以降低入模溫度，既是在夏季施工，最好采取有效措施降低入模溫度，再者澆筑混凝土時最好不要讓混凝土在太陽下直接暴曬。施工過程中應對碎石灑水降溫，保證水泥庫通風良好，自來水可預先放入地下蓄水池中降溫。六是改進施工技術。施工時加強插筋位置的振搗、抹壓、養護。由于鋼筋是熱的良導體，易產生大的溫度梯度，這是裂縫產生的一個主要環節，同時加強初凝前的抹壓，以消除初期裂縫，并加強早期養護，提高混凝土抗拉強度。七是加強混凝土澆筑后的養護。混凝土澆筑后，應盡快回填土， 土是混凝土最好的養護材料之一。目前這是混凝土保溫保濕養護的最有效方法，對預防裂縫是非常有益的。如采用蓄水法保溫養護，在混凝土施工期間可通入冷卻循環水，以便加快混凝土內部熱量的散發。八是加強技術管理。加強原材料的檢驗、試驗工作，施工中嚴格按照方案及交底的要求指導施工，明確分工，責任到人。加強計量監測工作，定時檢查并做好詳細記錄，認真對待澆筑過程中可能出現的冷縫，并采取措施加以杜絕。

2．大體積混凝土溫度控制和防止裂縫的措施

大體積混凝土施工為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。控制溫度的措施如下:一是采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。二是拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。三是熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫。四是規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度。五是施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施。采用合理的安排施工工序，避免過大的高差和側面長期暴露。六是改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養護，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要，應特別注意避免產生貫穿裂縫，出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的，因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。為保證混凝土工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。其主要作用是:水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25％；水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減15％的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充；減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少收縮變形；提高水泥漿與骨料的粘結力，提高混凝土的抗裂性能；混凝土在收縮時受到約束產生拉應力，當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生，減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強度，大幅度提高混凝土的抗裂性能；摻加外加劑可使混凝土密實性好，可有效地提高混凝土的抗碳化，減少碳化收縮；摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。

3．混凝土的早期養護

實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成的，寒冷地區的溫度驟降容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應力觀點出發，保溫應達到下述要求:一是防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。二是防止混凝土超冷，應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度。三是防治混凝土收縮裂縫在大體積砼(特別是泵送大流態砼)施工中的產生。主要原因是振搗不密實，沉實不足，或者骨料下沉，表層浮漿過多，混凝土澆筑后，沒有及時抹壓實，且表面覆蓋不及時，受風吹日曬，表面水份散失快，產生干縮，混凝土早期強度又低，不能抵抗這種變形而導致開裂。在施工中采用緩凝型泵送劑，延緩混凝土的凝結硬化速度，充分利用外加劑(特別是緩凝劑)的特性，適時增加抹壓次數，特別是初凝前的抹壓，這對消除表面裂縫是非常有效的。混凝土的早期養護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行，以達到設計的強度和抗裂能力。適宜的溫濕度條件是相互關聯的。

4．結語

總之，對大體積混凝土結構工程的質量及裂縫控制的措施是切實可行的，需要我們無論在設計中還是在施工中都重視起來，保證混凝土的質量，使我們的工程能夠更加安全可靠。

參考文獻

[1] 趙新華. 大體積混凝土冬期施工技術應用[J]. 施工技術. 2010(S2) .

[2] 趙安居，張東義. 大體積混凝土施工[J]. 中國新技術新產品. 2011(03) .

[3] 劉志強. 大體積混凝土裂縫的防與治[J]. 經營管理者. 2011(05) .