大體積混凝土裂縫控制技術探討

劉春亮 王燦輝

摘 要：混凝土裂縫的防治在大體積混凝土工程中具有重要作用。為了防止大體積混凝土表面產生裂縫，本文分析大體積混凝土表面產生裂縫的原因，提出防止產生裂縫所采取的相應措施，提高混凝土施工質量，減少混凝土表面裂縫的產生，達到預期目的。

關鍵詞：混凝土;裂縫;措施

隨著社會經濟的不斷發展，建筑項目也不斷增多。混凝土工程本身就具有較強的復雜性，其質量非常容易受到多方面因素影響，大體積混凝土更是如此。大體積混凝土裂縫就是常見問題之一。因此，在施工中，應該強化對混凝土工程施工的裂縫控制，采取合理的措施加以預防，以提升工程的整體效果。

1 大體積混凝土裂縫的形成因素

1.1 水泥水化熱

水化熱是大體積混凝土開裂的主要誘發因素。水化熱對大體積混凝土的作用主要表現在以下兩個方面：一是混凝土澆筑初期，水化反應劇烈， 產熱量較大，隨著時間的推移，產生量逐漸減少，當混凝土結構內外部溫差較大時，會由于溫度應力引發結構開裂;二是在核心筒等混凝土結構澆筑過程中，在澆筑初期會因大量產熱而發生體積膨脹，對基礎施加的壓力在澆筑后期會因溫度下降而發生體積收縮，對基礎施加拉力，因混凝土抗拉強度明顯弱于抗壓強度，從而導致結構開裂。

1.2 溫度應力

大體積混凝土因為水泥材料用量較多，澆筑體積較大，所以在水泥水化過程中會產生大量熱量，由于混凝土導熱性能差，內部環境封閉，使得熱量無法完全釋放，水泥水化熱越聚越多，導致內部溫度急劇上升，明顯高于混凝土表面溫度。隨著混凝土期齡、彈性模量、強度的增加，對混凝土的變形約束越來越大。在內外溫度差的作用下，混凝土內產生溫度應力，當溫度應力大于混凝土抗拉強度時裂縫產生。

1.3 裂縫收縮

熱脹冷縮是混凝土的顯著特征之一。當混凝土構件所在環境溫度發生明顯變化時，就會改變混凝土形狀，由此產生附加應力，如果這種應力比混凝土抗拉強度更大，就會引發裂縫。在工程建設過程中，經?？梢钥吹竭@種裂縫，例如現澆屋面板上的裂縫，其屬于收縮性裂縫。混凝土一旦出現收縮裂縫，產生的危害將難以預估，特別是長時間處于空氣中的建筑物，將會受到更大影響。

1.4 凍脹

當氣溫比較低時，混凝土中產生了大量的水分，就會容易出現冰凍現象，導致混凝土發生膨脹，直接增加了混凝土的體積，從根本上降低了混凝土的強度，由此產生裂縫。特別是在初凝時，受凍現象更為嚴重，成齡后混凝土強度產生了較大的損失，冬季施工時，如果沒有做好相應的保溫措施，就會導致混凝土灌漿后出現凍脹裂縫[2]。

2 大體積混凝土裂縫防治措施

2.1 改善原材料

（1）水泥品種的選擇選擇水泥類型時，優先考慮水化熱率低的水泥， 如粉煤灰質或者抗硫酸鹽水泥?？山档退嘤昧浚梅勖夯宜?，可減少水化熱量。（2）粗細骨料的選擇在大體積混凝土結構中，粗細骨料的體積占比較大，一般可達到70%，所以，骨料的性質，級配比對混凝土的性質具有決定作用。選用粗骨料，減少水泥砂漿的使用。在配合比設計時， 宜選用20 mm左右的細碎石，含泥量應當小于1%。（3）摻合料的選用設計混凝土配合比時，以少部分的粉煤灰代替部分水泥，這樣既可以減少水化熱，還可以改善其和易性。同時，也需要控制粉煤灰的摻量，過多的摻入會使早期極限抗拉強度降低，容易產生表面裂縫，在一般的生產實踐中，一般摻入15%的粉煤灰為宜[3]。

2.2 合理選擇混凝土類型及配比

從混凝土材料選用的角度出發，在大體積混凝土工序施工的過程中， 應注意以下幾點：控制材料質量，奠定高質量施工基礎;為有效降低水化熱，應選用中水化熱或低水化熱水泥，并加入大量高效減水劑和粉煤灰; 對重點和特殊施工部位，應選用鋼纖維混凝土作為首倉混凝土，用于導流底孔等空洞回填的混凝土應選用膨脹水泥或在混凝土中加入微膨脹劑;由于工程澆筑量大、歷時長，為減少環境溫度對混凝土澆筑施工的影響，應選用溫控混凝土。從混凝土材料配比的角度出發，在大體積混凝土工序施工過程中，工作人員需要注意以下幾點：選用四級配混凝土，同時減少水泥用量，保證混凝土坍落度在3～5cm之間;優先選用較大粒徑的粗骨料， 并保證粗細骨料級配良好，嚴格控制砂石的含泥量，為減少水泥用量、降低水化熱，應大量加入粉煤灰、緩凝劑、減水劑等摻合料。

2.3 混凝土施工要求

沿基礎頂部搭設兩條供施工人員操作的圓形走橋，并沿兩條直徑方向搭設十字走橋，走橋要求牢固、穩定。兩側設1.2 m高防護欄桿，并掛安全網。由于商品混凝土攪拌站到澆筑地點為7 km，根據運輸能力及混凝土量，采用2臺36 m長泵車和6臺10 m 3混凝土罐車澆筑及運輸商品混凝土， 能夠滿足連續澆筑的要求。商品混凝土運輸到施工現場，檢查商品混凝土出廠合格證，強度等級必須符合設計要求。同時做坍落度試驗。對進場時間、澆筑情況進行匯總整理分析，掌握商品混凝土初凝時間，按規范要求留置標準養護和同條件混凝土試塊，保證混凝土施工質量。

2.4 降溫措施

混凝土內部升溫較大，采用內部循環水強制施工降溫管施工技術，進行冷卻水降溫分析計算，冷卻循環水管采用直徑50mm的PE地暖管，冷卻循環水管豎向分四層布置，間距為1300mm-1800mm，水平間距1500mm; 由基坑周邊臨時水管接至冷卻循環水管進水口，冷卻循環水管距離混凝土邊線1500-2000mm。為保證管內壓力、防止管內進入混凝土及達到降溫效果，管內注滿水。在隱蔽前開通循環降溫管通水，根據溫度監測數據調整水流量（接口安裝閥門），過程中控制水溫與混凝土內部溫差不大于25℃。在通水冷卻過程中，始終將溫控指標控制在允許范圍內，水循環冷卻直至混凝土澆筑完畢后的第8至16天，根據溫控實測數據，循環水管停用后高壓注漿灌實封堵。

2.5 溫度控制

溫度控制主要體現在混凝土澆筑、起模以及不同實驗（施工）環節上。在大體積混凝土澆筑時，為了增加混凝土的密度，提升其抗滲性能， 可以摻入粉煤灰。澆筑過程中，還應及時加入冷水，避免水化熱過大而影響質量。不僅如此，還應該提前制定計算出一份溫控標準。對于起模，應選好拆模時間，避免在嚴寒酷暑時進行，防止內外溫差過大導致混凝土開裂?；炷羶韧鉁囟扔捎谕獠繙囟纫咨⒍鴥炔繙囟壬陨a生較大溫差， 因此可用冷水消耗內溫，用水對外部進行保濕，避免溫差[4]。

2.6 做好表面隔熱保護和養護

模板被拆除后，需要對混凝土進行覆蓋，達到隔熱保護和養護的效果，必要時進行暖棚法養護?；炷琉B護可減少熱量的聚集或者散發，不斷縮小混凝土各不同區域的溫度差值，還可以減少混凝土表面微型收縮， 起到美觀的效果。

結束語

為了防止大體積混凝土結構表面產生裂縫，通過降低水化熱，延緩升溫值及升溫速度，通過對水泥、骨料選擇，配合比優化，施工方法選擇， 埋設降溫排管等措施，起到良好的作用，大大地降低基礎表面的裂縫，提高工程質量，將所產生的裂縫危害降到最低，減少因其裂縫的產生對混凝土工程的質量與壽命的影響，做到事前、事中、事后控制，使其更好地投入到運行中，具有較好的經濟、社會、生態效益。要不斷創新混凝土施工材料與工藝，完善施工管控方案，全面提高混凝土的性能，減少混凝土裂縫的出現，為建筑質量提供保證。

參考文獻：

[1] 李偉.建筑工程大體積混凝土施工裂縫控制措施研究[J].工程技術研究，2019，（1）：153，155.

[2] 趙晶偉，劉銘祎.港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫控制分析[J].建筑技術開發，2019，46（4）：139-140.

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