淺談大體積混凝土裂縫原因及防治

付文麗

石家莊一建建設集團有限公司（050000）

設計與施工

淺談大體積混凝土裂縫原因及防治

付文麗

石家莊一建建設集團有限公司（050000）

1 混凝土結構裂縫產生的原因

鋼筋混凝土結構的裂縫產生的原因主要有：1）由外部荷載引起的裂縫，按常規計算的各種荷載引起的；2）由于結構的實際工作狀態與設計模型的不同而產生的結構次應力引起的裂縫；3）由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素產生的變形應力引起的裂縫，施工中可采取措施避免；4）大體積混凝土結構中，由于結構截面大，水泥用量多，水泥水化釋放的水化熱能產生很大的溫度變化和收縮作用，是導致大體積混凝土溫度裂縫的主要原因。

2 裂縫控制的基本原理及措施

控制混凝土裂縫，必須從混凝土產生裂縫的幾個主要原因入手，才能有效地將裂縫控制在允許范圍內。一般分為兩個控制階段，設計階段和施工階段。設計階段由設計人員對混凝土強度等級，鋼筋的品種、規格，建筑物的結構形式等統籌設計，有效進行裂縫控制。施工階段采取加入外加劑改善混凝土性能、降低水泥水化熱、降低混凝土內外溫差、設置施工縫或變形縫、加強混凝土中的配筋率等措施來減少混凝土的收縮，防止混凝土產生有害裂縫。

2.1 合理設計施工配合比

由于大體積混凝土各項指標要求較高，并普遍采用泵送混凝土，因此合理設計配合比是有效控制和預防混凝土裂縫發生的基礎。應根據工程所處條件，對砂率、水灰比、水泥用量及摻合料用量等進行優化設計，選擇最優方案。

1）砂率的選擇。適當砂率的選擇對控制混凝土的裂縫有積極作用，混凝土的干燥收縮隨砂率的增大而增大。由于砂率減小使粗骨料含量增大，在相同條件下混凝土的彈性模量較高,收縮量較小,而且由于粗骨料對收縮的約束作用，可減少開裂的可能。使用粗骨料，盡量選用粒徑較大、級配良好的粗骨料，在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中，摻總量不超過20%的大石塊，減少混凝土的用量，以達到節省水泥和降低水化熱的目的。

2）選用中低水化熱水泥，可使水泥在拌和過程中水化熱釋放較小，顯著減少混凝土升溫，如選用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、普硅非早強型水泥。充分利用混凝土后期強度，減少每立方米混凝土中水泥用量。

3）采用混凝土雙摻技術，即在混凝土中加入優質粉煤灰,摻入量一般為水泥用量的20%左右，摻入緩凝型減水劑，用量為水泥用量的1.0%左右。通過采用雙摻技術，減少水泥用量，降低水化熱并使混凝土在常溫下延長初凝時間。

4）加入UEA或AEA膨脹劑，用量為水泥用量的14%左右，使混凝土在凝固過程中不產生收縮，還可以提高混凝土自防水能力。

2.2 混凝土結構原料的控制

1）材料的選擇，應優先采用水化熱低的水泥配制大體積混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥。在施工中避免使用含泥量高的集料，因使用含泥量高的集料會導致集料表面與水泥石的機械黏結力降低，而且會增加混凝土拌合物的用水量，不僅增加了混凝土的收縮，同時降低了混凝土的抗拉強度，導致收縮裂縫發生。

2）采用降低水泥用量的方法來降低混凝土的絕對溫升值，可以使混凝土澆筑后的內外溫差和降溫速度控制的難度降低。

3）摻合料和外加劑的控制。摻合料的質量對混凝土裂縫有顯著的影響，當前用的摻合料主要是粉煤灰或礦粉，它們可以提高混凝土的和易性，大大改善混凝土工作性能和可靠性。粉煤灰對混凝土的早期干縮影響很大，使用細度較粗或含碳量高的粉煤灰會大幅度增加混凝土的需水量，從而加大混凝土的收縮導致開裂。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑?；炷林袚饺霚p水劑，不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善，同時又減少拌和用水，節約水泥，從而降低了水化熱。若是泵送混凝土，同時在炎熱的夏天，為了延緩凝結時間，要加緩凝劑，反之凝結時間過早，將影響混凝土的輸送和澆筑面的黏結，易出現層間縫隙，使混凝土防水、抗裂和整體強度下降。為了防止混凝土的初始裂縫，可摻加膨脹劑，如UEA膨脹劑等。

2.3 澆筑時的控制措施

1）加強混凝土的澆灌振搗，提高密實度。

2）混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應下降15℃以上。

3）采用兩次振搗技術，改善混凝土強度，提高抗裂性。

4）加強混凝土的養護及測溫工作?；炷翝仓戤吅?，應及時按溫控技術措施的要求進行保溫養護。保溫養護是大體積混凝土施工的關鍵環節，其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內外溫差值以降低混凝土塊體的自約束應力。其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強度，以提高混凝土塊體的抗裂能力。同時,在養護過程中保持良好的濕度和抗風條件，使混凝土在良好的環境下養護。具體應使混凝土澆筑塊體的內外溫差及降溫速度滿足溫控指標的要求，保溫養護的持續時間應根據溫度應力加以控制、確定,保溫覆蓋層的拆除應分層逐步進行；在保溫養護過程中，應保持混凝土表面的濕潤。施工人員需根據事先確定的溫控指標的要求，來確定大體積混凝土澆筑后的養護措施。