談大體積混凝土施工技術及裂縫產生的原因和控制

梁嘉豪

【摘要】大體積混凝土施工前一定編制好切實可行的施工方案和合理周密的施工措施。充分做好施工準備，施工中要嚴格按照施工方案要求組織施工和進行質量控制，在進行大體積混凝土的施工過程中，必須嚴格控制大體積混凝土的施工技術，保證建筑工程的施工質量。在本文筆者結合多年的施工經驗，對大體積混凝土的施工技術作了粗淺的探討。

【關鍵詞】大體積混凝土；施工技術；應用

1、大體積混凝土的概述

所謂的大體積混凝土就是指其混凝土結構斷面的尺寸超過1m，并且在澆筑施工的過程中，通過相應的處理方法將混凝土結構中存在的溫度應力，控制在工程施工的允許范圍之內，從而使其不會出現裂縫的一種混凝土結構。目前，在建筑工程施工中大體積混凝土施工技術應用得十分的廣泛。其主要的施工特點從以下兩個方面表現出來的：第一，整體要求比較高。在建筑工程中，大體積混凝土結構主要使用于大跨度以及高層建筑當中，而且對工程施工的要求很高，在施工過程中一般采用連續澆筑的方法對其進行施工；第二，該混凝土結構的整體體積過大。由于混凝土體積比較大，在混凝土結構澆筑的過程中就存在的大量的水化熱和溫度應力，使得混凝土結構在溫度應力的作用下發生膨脹，進而使得該混凝土結構體積增大。

2、大體積混凝土施工技術

2.1混凝土原料選用嚴格化

針對大體積混凝土的原料選用，必須以其強度等級設計要求（一般處于C25-C40之間）和用料規范為重要參考，慎重選擇原料，嚴格把關質量。如水泥這一主要材料，其水化熱是造成大體積混凝土開裂的主要原因，故必須選用礦渣水泥、火山灰水泥等水化熱較低的優質水泥，同時在確保強度符合要求的基礎上盡量減少用量，以此起到抑制水化熱的作用；為降低水泥和水的用量，盡量在滿足鋼筋間距和泵送要求的基礎上選用大粒徑的碎石，配合選用干凈、高強度、含泥量低于1%、不含有害物質和有機物質的骨料；針對粉煤灰，建議對其細度、粒度和用量加以嚴格篩選和計算，以此進一步提高大體積混凝土的可泵性、和易性以及抗滲性，并發揮降低水化熱的效用[；此外，減水劑、防水劑、混凝劑等外加劑的選擇和用量必須經嚴格試驗測試，以免影響后續的澆筑效果，也可以結合實際選用一定的復合液劑，以便提高混凝土整體性能。

2.2混凝土配比拌合規范化

對于大體積混凝土自身性能來說，物料配比和攪合拌制得當與否十分關鍵，通常要求其配合比符合下列要求：拌合物的水泥用量適宜為230-450kg/m2，水用量應低于190kg/m2，坍落度不應大于160±20mm，泌水量應低于10L/m2，砂率適宜在38-45%之間，粉煤灰、礦渣粉以及兩者的摻合總量應分別小于混凝土水泥量的40%、50%和50%等，但物料的具體用量應視情況而定，而且應在符合大體積混凝土強度、耐久性和施工工藝的前提下，盡量減少水泥用量，以免因絕熱溫升引發裂縫。

2.3混凝土澆搗方式合理化

大體積混凝土澆筑方式一般涉及分層式和推移式兩種，其中前者適用于分散式、厚度不是很大的大體積混凝土，后者多見于結構長度遠大于3倍厚度且斜面斜度小于1/3的大體積混凝土；通常在澆筑前要求合理驗算澆筑體的溫度、收縮應力和溫度應力，其絕熱溫升和內外溫差適宜分別低于45℃和30℃，而降溫速率建議為2.0℃/a，以免過早產生溫度裂縫；而在澆筑時，一方面要注意盡量縮短層間的間隔時間，并在前層初凝前完成后一層混凝土澆筑，初凝時間應經試驗確定；另一方面則要及時將殘留于澆筑表面的浮漿、松動的石子等清除，使粗骨料均勻露出，結合表面污物沖洗，使其潤濕且無積水，其中泵送和非泵送情況下的混凝土攤鋪厚度應分別小于60㎝和40㎝，但無論選擇何種澆筑方式，均不得隨意留設施工縫；同時針對振搗操作，要遵循快插慢拔的基本原則，并略微進行上下抽動，以確保振搗密實；為避免出現冷縫，必須在下層混凝土初凝前完成上層振搗，并將其下插幅度控制在5cm左右；若為正常部位，可加以垂直振搗，并使搗點與模板距離為500mm左右，而邊緣振搗的距離應在200mm以下；若為鋼筋密集部位，則建議進行斜向振搗，以此確保大體積混凝土上層搗實，下層密實。

2.4混凝土后期養護科學化

由于大體積混凝土澆筑后處于凝固硬化狀態，此時會具有較快的水化速度，若不加以及時、科學的養護，則易因收縮變形出現開裂，故在完成每次澆筑操作后，需要根據實際情況加以必要的保溫養護和保濕養護。此時需要基于澆筑塊體的降溫速度、內外溫差等指標的掌握為其設置覆蓋層等保溫養護，并根據溫度應力確定養護時間（一般在15d以上），同時在澆筑后的6-18h內采取澆水操作用于保持濕潤，以防其因干縮而出現裂痕[4]；若大體積混凝土表面于澆筑后4-6h內產生了塑性裂縫，建議及時采取二次澆灌層或二次壓光處理，并注意在寒冷時期，根據溫控指標為模板和混凝土覆蓋厚度合適的草袋鋸末、塑料薄膜等保溫材料，最好因地制宜選擇質優價廉的保溫材料，但嚴禁在大體積混凝土后期養護中采取不均勻、強制性的保溫措施。

3、大體積混凝土裂縫產生的原因及其控制方法

3.1裂縫產生的原因

大體積混凝土內出現的裂縫按其深度的不同，分為表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫三種。貫穿裂縫是從混凝土表面裂縫經過深層裂縫的發展最終形成的。它能夠切斷結構的斷面，破壞結構的整體性和穩定性，是最嚴重的一類裂縫。產生裂縫的原因主要有以下幾點：

（1）收縮引起的裂縫。混凝土在硬化的過程中，會發生體積的收縮。當混凝土的收縮受到外界的約束時，混凝土內部就會產生收縮應力，當收縮應力超過混凝土的極限抗拉強度時，裂縫隨即產生。

（2）材料引起的裂縫。該裂縫主要是由于骨料中含泥量較多或水泥安定性不合格引起的，裂縫形式以龜裂為主。

（3）溫度引起的裂縫。這是引起大體積混凝土裂縫的最主要的原因。由于水泥在水化過程中需釋放出一定的熱量，而大體積混凝土斷面較厚，表面系數相對較小，所以水泥產生的熱量聚集在結構內部不易散失，而從加大了混凝土的內外溫差，導致裂縫的產生。

3.2控制裂縫的方法

（1）嚴格控制用水量和水泥用量。影響收縮裂縫的因素主要是混凝土中的水和水泥用量。當用水量和水泥用量增加時，混凝土的收縮就越大，產生裂縫的可能性也越大。

（2）合理添加外加劑。在保證混凝土強度的前提下，我國主要選用優質粉煤灰為添加料，以達到降低水化熱的目的。添加粉煤灰后不僅可以降低水化熱，還能提高混凝土的和易性，增強耐久性、抗滲性，減少收縮，提高混凝土的極限抗拉強度等。

（3）及時進行保溫措施。當混凝土抹面工序完成后，應該立即采取保溫措施。我國常用的做法是在混凝土表面覆蓋一層塑料薄膜，塑料薄膜上面蓋草袋，草袋上面覆蓋一層塑料彩條布。當施工季節為夏季時，可以采取蓄水養護的方法進行保溫，也能到達很好的控制裂縫的效果。

4、結語

總而言之，大體積混凝土的施工技術與措施直接關系到混凝土結構的使用性能，若在大體積混凝施工過程中不能很好地控制施工技術，那么就很難保證建筑工程施工質量。以上就是筆者對大體積混凝土施工技術的一些淺見，希望能對大體積混凝土施工起到一些積極的作用。

參考文獻：

[1]王鐵夢.談大體積混凝土施工技術[J].混凝土，2006年第3期.

[2]江正榮.建筑施工工程師手冊[M].中國建筑工業出版社，2002年.