大體積高等級砼的溫控防裂技術探討

劉軍

摘 要 高等級砼即是采用高標號水泥，按低水灰比、高水泥用量拌制而成的特殊砼。于大體積高等級砼施工中任一細節的把控不當，均會增大砼的早期收縮使其更易開裂。本文對大體積高等級砼裂縫的諸多所致成因予以全面分析，并在此基礎上探討了相應的溫控防裂舉措，與眾同仁共享。

關鍵詞M大體積高等級砼;裂縫成因;防裂舉措

大體積高等級砼通常是指V>2m3，C>500Mpa的砼。經眾多工程實踐與國內外研究證明，砼體積越大、等級越高，則越易產生裂縫，而且，在未發現荷載變化的情況下裂縫數量與寬度亦會隨著時間推移而增加，可見砼開裂極為復雜。因此，深入剖析裂縫的諸多成因并探究相應防控舉措極具實踐價值意義。

1大體積高等級砼裂縫的成因分析

1.1 原材料選取不當

（1）水泥。對于大體積建筑物，砼需要達到高等級標準，必然需要采用高標號水泥，受限于材料生產供應以及經濟性等原因，一般采購P.O525R普通硅酸鹽水泥，水泥含量高、水化熱大，水化速率快，大體積高等級砼迅速升溫，較大的溫度梯度適應不了外界溫度平緩變化，使早期溫度拉應力將遠遠大于抗拉強度的增長，不利于大體積砼的溫度控制，很容易造成砼的溫度裂縫。

（2）骨料。粗細骨料在砼中占比較大，其熱學性能對砼內部熱量產生著關鍵影響，高等級砼短時間內溫差變化很大，在大體積砼內不易散熱，產生的溫度應力很大，極易造成砼產生裂縫。

1.2 砼特性引發變形

（1）高等級砼自身的收縮變形率和變形速率都很大，特別在大體積砼結構中，其是產生裂縫的主要原因。

（2）高等級砼水灰比小、水泥用量大，易造成表面速度失去水分，砼拌合物產生塑性收縮;高等級砼早期干縮較大，而干縮擴散速度較慢，引起干燥收縮，是造成大體積砼表面裂縫的主要原因。

（3）高等級砼發熱集中在5天之內，在與外界環境熱交換下，24小時基本達到溫度制高點，特別是摻入的高效減水劑加劇了水泥的水化，大體積砼下絕熱溫升高，溫升收縮變形受到約束，若超過砼的極限抗拉強度拉應力，砼必然產生裂縫。

1.3 砼結構尺寸影響

若高等級砼是梁板柱結構，與外界接觸面大，受氣候影響大，受基礎約束大，抗拉截面小，比較圓形結構釋放壓力面小，更容易超過極限拉應力造成裂縫。

1.4 施工操作不當

①砼基礎開挖誤差過大，造成厚薄不均勻，溫度應力場不均勻，出現不正常裂縫。②砼澆筑時連續性不強、振搗不均勻不密實，夾雜氣泡，造成施工縫或者局部溫度應力場紊亂，產生不規則裂縫。③施工中冷卻不到位，水、水泥、骨料以及其他原材料溫度過高，影響拌合物入倉溫度，導致高等級砼與外界溫差矛盾更突出，極易產生深度裂縫。④砼養護受施工條件限制或者出于經濟考慮，大多工程采取灑水、泡沫保溫、濕布袋等方式養護，未采取噴霧設備，達不到外界溫度濕度均勻養護效果，對裂縫產生有一定的減輕但不勝理想。

1.5 砼設計齡期過短

普通砼設計齡期一般定在28d，但對于高等級砼如果以28d作為設計齡期必然需要增加水泥用量，水泥量增加導致細骨料減少，不僅降低了抗耐磨性能，更是導致了砼溫度升高。因此，對于高等級大體積砼而言，若無技術強制性要求或者建筑物移交使用期限，盡量延遲砼的設計齡期，不僅能降低成本，也能從降低溫度本源上起到防裂的作用[1]。

2大體積高等級砼的溫控防裂舉措

2.1 嚴選砼原材料

首先，大體積高等級砼所用高標號水泥，應首選水化熱低、水化速率小、自身體積收縮小的中、低熱水泥，如適當增加525MH的使用比例替代P.O525R，在條件許可時，可通過試驗選低熱微膨脹水泥。其次，在滿足設計指標的條件下，適量摻加硅粉等效水泥，等效系數可取2～5，并將硅粉制作成漿液一并拌和砼。另外，選擇強度高、膨脹系數小的骨料，細骨料的含水量要嚴格控制，并嚴加控制砼原材料的溫度，使砼出機口溫度不超設計指標。此外，選擇的外加劑不僅要能夠降低水灰比，更需要起到減少收縮，特別是早期收縮的目的。

2.2 優化砼配合比

①在滿足設計強度條件下，根據現場實際及試驗要求，盡可能降低水灰比、減少收縮。②盡可能多使用粗骨料，一般細度模數>3。③合理摻加適量高效減水劑，有效減水和降低坍落度損失。④盡可能摻用優質粉煤灰，降低水泥水化熱，緩解砼收縮，改良砼性能，增強砼后期強度，提高抗裂能力，規避水化熱造成的溫度裂縫。⑤根據現場試驗數據確定用砂量，在此過程中應注意施工用砂的含水率，砂率一般控制在28%～34%為宜，若采用泵送澆筑應適當提高砂率至34%～44%。

2.3 規范施工管控

①降低砼出機口溫度和澆筑入倉溫度，如可通過骨料灑水降溫、拌和水加冰等措施降低砼混合料溫度，以降低砼表面拉應力，以避免因內外溫差過大而導致早期裂縫的出現。②合理采用分層分段澆筑，使內部砼及時散熱，且應盡量縮短澆筑時間、控制砼內部溫度，提高砼極限抗拉強度。③大體積砼可采取內部提前預埋冷卻水循環管等及時降低澆筑后砼內部溫度，以減少內外溫差而導致的裂縫。④砼振搗應分兩次進行，從而有效消除因塑性沉降而導致的內部分層，避免由于沁水而產生的裂縫通道，增加骨料的氣密性，提高混凝土強度與抗裂性，有效避免出現混凝土裂縫。復振可于砼澆筑后1～2h內，砼初凝前實施復振，相關數據表明，合理復振能夠使砼強度提升5%～10%。

2.4 嚴抓后期養護

①澆筑倉面須采取成品保護措施，如及時覆蓋避免水分過快散失，加強監管防止過早承荷，從而有效減少砼塑性裂縫。②砼養護措施須到位，可采取噴涂養護劑、倉面噴霧、覆蓋保濕等外表面保溫保濕措施，并安排責任心強的人員負責看護。③在不影響構筑物規范要求、設計功能和使用期限的條件下，適當延長砼強度驗收設計齡期，減少因高強度增加水泥量而導致前期裂縫，盡量避免溫控裂縫負效用[2]。

3結束語

總而言之，針對大體積高等級砼易產生各類裂縫以致影響結構承荷問題，務須予以絕對重視，須從前期準備至施工作業再至后期維養全階段對其予以針對性的預防把控，進而竭力規避大體積高等級砼結構的開裂問題。

參考文獻

[1] 賈蓉蓉.超大體積混凝土配合比設計優化及裂縫控制技術研究[J].山西交通科技，2019（6）：8-11.

[2] 萬加根.橋梁大體積混凝土溫控與防裂施工技術應用[J].交通世界，2018（25）：122-123.