大體積混凝土裂縫防治措施

羅賢章

摘要：隨著建筑業的發展，大體積混凝土在工業和民用建筑中的越來越普遍。而絕大多數的大體積混凝土都具有較高的防水要求，因此混凝土裂縫的出現在大體積混凝土施工中往往是致命的缺陷。文章首先對大體積混凝土裂縫成因及影響因素進行分析，進而提出大體積混凝土裂縫防治措施。

關鍵詞：大體積混凝土、裂縫、防治措施

引言：近年來，我國高層建筑和超高層建筑發展十分迅速，在現代工業與民用建筑中，超長、超厚的大體積混凝土日趨擴大和復雜。目前大體積混凝土工程在當今建（構）筑物中應用相當廣泛，水工結構大部分工程都應該視為大體積混凝土工程，在工業與民用建筑中，大體積混凝土工程主要出現在連續墻式結構、地下構筑物及設備基礎等。這些大體積混凝土結構絕大多數為地下或半地下建筑，具有較高防水要求，因此大體積混凝土的裂縫防止顯得更加重要。

一、 大體積混凝土裂縫成因

1 收縮裂縫：大體積混凝土的收縮裂縫是大體積混凝土收縮引起的裂縫。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，當大體積混凝土內部收縮應力大于混凝土分子間抗拉強度極限值時就會出現收縮裂縫。影響混凝土收縮的原因主要有較多，主要有混凝土配合比和混凝土的種類，混凝土配合比是混凝土攪拌用水量和水泥用量比例。用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。選用水泥品種的不同，混凝土干縮、收縮的量也不相同。在大體積混凝土中這種現象更加明顯，即使水灰比并不高，自身收縮量值也不大，但是混凝土收縮應力與溫度收縮應力疊加到一起，就會使應力增大，因此在大體積混凝土施工中應當將自身收縮作為一項性能指標進行測定和考慮。

2 溫度裂縫：由于大體積混凝土結構一般要求一次性整體澆筑，澆筑后，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，形成了較大的溫差，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力。混凝土溫度裂縫出現的主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內部和混凝土表面的溫度差以及混凝土成型過程中的水化放熱使大體積混凝土經歷的最高溫度和最低溫度之間的溫度差。

二、 大體積混凝土裂縫形成影響因素

大體積混凝土收縮裂縫和溫度裂縫的裂縫產生受較多因素的影響，主要影響因素為：原材料、配合比、混凝土過程控制、環境條件和養護等因素密切相關。原材料和配合比不僅與混凝土的收縮量有關還和混凝土水化熱的產生量有關，因此也是影響大體積混凝土裂縫產生的重要原因。混凝土的施工過程也直接決定了混凝土自身強度以及水化熱情況，因此也是影響大體積混凝土裂縫產生的重要原因。環境條件和養護等因素是混凝土硬化過程中的外界影響因素，通過改變混凝土的環境因素和養護條件可以有效改變混凝土養護過程中的保水以及溫差情況，也是影響大體積混凝土裂縫產生的重要原因。因此在大體積凝土裂縫控制中應當將這些因素作為控制的關鍵因素，在施工前編制施工方案時應當重點審核這些因素的保障措施，并在施工過程中重點監控。

三、大體積混凝土裂縫防防止措施

1 混凝土齡期措施

為了減少大體積混凝土裂縫的產生，我國施工規范提出：在滿足施工期間結構強度發展需要的前提下，對基礎大體積混凝土和高強度等級混凝土的結構構件可以采用 60d（ 56d） 或更長齡期的混凝土強度[1]，這樣有利于通過提高礦物摻和料用量并降低水泥用量達到降低混凝土水化溫升、控制裂縫的目的。在國外工程管理實踐中也往往采用類似的方法來減少混凝土用量，從而防止混凝土裂縫的出現。

2 配合比設計措施

再設計中采用中、低水化熱水泥可以有效降低大體積混凝土裂縫的產生，此外通過摻加粉煤灰、礦渣粉均可大幅減少水泥用量，從而對裂縫控制起到良好作用。在沒有條件摻加礦渣粉的地區，混凝土配合比通常采用單摻配制技術，水泥用量往往較高，混凝土溫升往往較大，近年來我國大多數地區已經具備了摻加粉煤灰和礦渣粉的雙摻技術條件，大體積混凝土澆筑內部溫升已顯著減小。所以大體積混凝土設計中采用雙摻技術減小水泥用量是大體積混凝土溫度控制的最有效途徑。通過配合比的合理設計減少混凝土收縮是大體積混凝土裂縫控制的主要技術方法。

3 大體積混凝土入模溫度控制措施

在混凝土施工過程中，入模溫度控 制對于混凝土裂縫控制顯得非常重要，因為入模溫度是溫升基礎，入模溫度越低，混凝土內部最高溫度就越低，入模溫度越高，混凝內部最高溫度就越高，因此應當嚴格控制混凝土入模溫度。保障混凝土入模溫度不宜大于30℃，最大溫升值不宜大于50℃，降溫速率不宜大于2.0℃/d。

控制混凝土的入模溫度應該從攪拌站開始，首先應當降低原材料的進入攪拌機的溫度，在高溫季節澆筑大體積混凝土時，控制原材料的溫度對降低混凝土入模溫度有著重要影響。在國外一般對入模溫度控制較為嚴格，有的工程為了減少混凝土入模溫度采用了用冰水拌制混凝土的方法[2]，但在國內一般都不具備采用冰水拌制混凝土的條件，所以采用較常規的減少原材料溫度的方法就成為減少混凝土入模溫度的主要措施。此外還應當在混凝土運輸過程中采取措施防止混凝土在高溫天氣運輸中溫度的升高。

4 大體積混凝土養護措施

在混凝土澆筑以后應該采取適當的措施進行養護，為了確保新澆筑的混凝土有適宜的硬化條件，防止在早期由于干縮而產生裂縫，大體積混凝土澆筑完畢后，應在12小時內加以覆蓋和澆水。對有抗滲要求的混凝土，采用普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土養護時間不得少于14天；采用礦渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土養護時間不得少于12天。覆蓋養護是最常用的保溫保濕養護方法。主要措施是： 1.應在初凝以后開始覆蓋養護，在終凝后開始澆水（12小時后）覆蓋物、麥桿、爛草席、竹簾、麻袋片、編制布等片狀物。澆水工具可以采用水管、水桶等工具保證砼的濕潤度。在澆筑完成后，12h以內應進行養護；砼強度未達到C12以前，嚴禁任何人在上面行走、安裝模板支架，更不得作沖擊性或上面任何劈打的操作。

四、結束語

大體積混凝土施工的關鍵是防止混凝土開裂。大體積混凝土的裂縫根據裂縫產生原因可以分為收縮裂縫和溫度裂縫。導致溫度裂縫和收縮裂縫產生的主要原因有：原材料、配合比、混凝土過程控制、環境條件和養護等因素；在施工實踐中可以從延長混凝土齡期；合理進行混凝土配合比設計；降低混凝土入模溫度和養護方面防止混凝土裂縫的出現。

參考文獻：

[1]中國冶金建筑協會. GB50496-2009 大體積混凝土施工規范[S].北京： 中國建筑工業出版社，2009.

[2]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京：中國建筑工業出版社，2002，1.