探討防治大體積混凝土裂縫的方法

孫長遠

(阜新金鼎建筑工程有限公司，遼寧 阜新 123006)

探討防治大體積混凝土裂縫的方法

孫長遠

(阜新金鼎建筑工程有限公司，遼寧 阜新 123006)

高層建筑工程、地下建筑工程在現階段呈現項目多、規模大的趨勢。本文作者經過多年施工現場一線的經驗，主要闡述了大體積混凝土的定義、特點、裂縫產生原因，從而總結出大體積混凝土澆筑的過程中需要注意的問題。

大體積混凝土 裂縫 澆筑 養護

一、大體積混凝土的含義與特點

由于經濟建設規模的迅速擴大，建筑業向高、大、深和復雜結構的方向發展。工業建筑中的大型設備基礎；大型構筑物的基礎；高層、超高層和特殊功能建筑的箱型基礎及轉換層；有較高承載力的樁基厚大承臺等都是體積較大的鋼筋混凝土結構，大體積混凝土已大量地應用于工業與民用建筑之中。

什么是大體積混凝土？《大體積混凝土施工規范》中規定：大體積混凝土是指混凝土結構物實體最小尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土。

建筑工程中，大體積混凝土與一般混凝土是不同的。大體積混凝土具有結構厚大、澆筑量大，工程條件復雜，且多為現澆超靜定結構混凝土，施工技術和質量要求高等特點。

二、大體積混凝土產生裂縫的原因

大體積混凝土的施工過程中，開裂問題是帶有一定普遍性的技術問題，裂縫一旦形成，特別是基礎貫穿或者裂縫出現在重要的結構部位，危害極大，它會降低結構的耐久性，削弱構件的承載力，同時會可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大體積混凝土的開裂，是一個值得關注的問題。其中最重要的溫度裂縫和收縮裂縫

大體積混凝土結構一般要求一次性整體澆筑。澆筑后，水泥因水化引起水化熱，由于混凝土體積大，聚集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，而其表面則散熱較快，形成了較大的溫度差，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力。此時，混凝齡期短，抗拉強度很低。當溫差產生的表面抗拉應力超過混凝土極限抗拉強度，則會在混凝土表面產生裂縫，這就是溫度裂縫

混凝土逐漸散熱和硬化過程引起的收縮，會產生很大的收縮應力。如果產生的收縮應力超過當時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土中產生收縮裂縫。在大體積混凝土里，即使水灰比并不低，自身收縮量值也不大，但是它與溫度收縮疊加到一起，就要使應力增大，所以施工時早就將自身收縮作為一項性能指標進行測定和考慮。

三、防止大體積混凝土裂縫產生的措施

大體積混凝土的澆筑易產生變形裂縫，該變形主要取決于混凝土中水泥品種和混合材、混凝土的配合成分，化學外加劑以及施工工藝，特別是養護條件等。

1、原材料的選擇

我們要選用中低熱的水泥品種、選擇適當的粗細骨料及外加劑。

混凝土升溫的熱源是水泥水化熱，在施工中應選用水化熱較低的水泥以及盡量降低單位水泥用量。為此，施工大體積混凝土結構多用325#、425#礦渣硅酸鹽水泥。

在選擇粗骨料時，可根據施工條件，盡量選用粒徑較大、質量優良、級配良好的石子。在選擇細骨料時，采用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的干縮，減少水化熱量。

我們還可以摻加適量的外加劑。例如：減水劑主要改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量；緩凝劑可以延緩混凝土放熱峰值出現的時間，等放熱峰值出現時，混凝土強度也增大了，從而減小裂縫出現的機率。在這里值得注意的是：外加劑不能摻量過大，否則會產生負面影響。

2、澆筑的方法的選擇

在混凝土澆筑方面，我們要嚴格控制混凝土入模溫度、嚴格控制混凝土的澆筑速度與澆筑的方法。 室外溫度較高時，可以在施工現場對堆在露天的砂石用布覆蓋，同時對澆筑前的砂石用冷水降溫。如果是在冬季進行施工，在澆筑混凝土以前應該對基礎及新混凝土接觸的冷壁用蒸汽預熱，對原材料應視氣溫高低進行加熱。混凝土的澆筑，一次澆注的混凝土不可過高、過厚，以保證混凝土溫度均勻上升。一般來說大體積混凝土的澆筑可以分為全面分層、分段分層、斜面分層等三種方式：

全面分層：澆筑混凝土時從短邊開始，沿長邊方向進行澆筑，要求在逐層澆筑過程中，第二層混凝土要在第一層混凝土初凝前澆筑完畢。在整個基礎內全面分層澆筑混凝土，要做到第一層全面澆筑完畢澆筑第二層時，第一層澆筑的混凝土還未初凝，如此逐層進行，直至澆筑好。這種方案適用于結構的平面尺寸不太大，施工時從短邊開始，沿長邊進行較適宜。

分段分層：分段分層方案適用于結構厚度不大而面積或長度較大的情況。混凝土從底層開始澆筑，進行一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑以上各分層。

斜面分層：斜面分層方案多用于長度較大的結構。斜面分層的原則與平面分層基本是一樣的，斜面的角度一般取小于或等于45度，每層厚度按垂直于斜面的距離計算，不大于振動棒的有效振搗深度，一般取500mm左右。適用于結構的長度超過厚度的3倍，振搗工作應從澆筑層的下端開始，逐漸上移，以保證混凝土施工質量。

大體積混凝土在振動界限以前要對混凝土進行二次振搗，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現的裂縫，減少內部微裂，增加混凝土密實度，使混凝土抗壓強度提高，從而提高抗裂性。

3、混凝土的養護

混凝土澆注完畢后，應及時灑水養護以保持混凝土表面經常濕潤，這樣既減少外界高溫倒灌，又防止干縮裂縫的發生，促進混凝土強度的穩定增長。

在大體積混凝土保溫養護過程中，應對混凝土澆筑塊體的里外溫差和降溫速度進行監測，可根據這些實測結果調整保溫養護措施以滿足溫控指標的要求。保溫養護的時間，在大體積混凝土施工中可采用保溫性能好，又便宜的材料作為大體積混凝土的保溫養護，如塑料薄膜、草袋等，大體積混凝土的養護期不得少于28天，保溫層覆蓋層的拆除應分層逐步進行。同時保溫養護過程中，我們還應保持混凝土表面濕潤。在大體積混凝土拆模后，應采取預防寒潮襲擊、突然降溫和劇裂干燥等措施。

總之，大體積混凝土是目前施工中應用較多的一項新技術，只要嚴格施工規范，仔細落實每一個施工環節，認真妥善地作好澆筑完的養護工作，該項技術是完全可以取得滿意的效果。

[1]侯君偉．現澆混凝土建筑結構施工手冊．機械工業出版社．2003

[2]楊南方等．混凝土結構施工實用手冊．中國建筑工業出版社．2001

[3]張少鋒．大體積混凝土溫度裂縫的控制．土木工程．2002．16(2)

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