大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及控制措施

李明光

濰坊昌大建設集團有限公司 山東濰坊 261000

濰坊高端質(zhì)子生產(chǎn)廠房項目，總建筑面積20109.27㎡，建筑高度14.4m，其中地上面積19651.92㎡，地下面積457.35㎡，生產(chǎn)區(qū)一層，辦公區(qū)二層。本工程用于質(zhì)子加速器的組裝、調(diào)試，由于對結(jié)構(gòu)有防輻射要求，本工程采用了超過3m厚的混凝土外殼，頂板厚度2m，局部剪力墻厚度達到5m，這對大體積砼的施工質(zhì)量提出了極高的要求。

1 大體積砼的含義及其特點

首先說明什么是大體積砼：大體積砼的最小構(gòu)件尺寸都大于等于1m，并且因多種因素容易產(chǎn)生裂縫。概括而言，大體積砼具有以下特點：①體型大。大體積砼構(gòu)件的尺寸都在1米以上，在本工程中，因為防輻射的要求，部分墻體的厚度甚至達到了5m。②水化熱大。混凝土的膠凝材料為水泥，水泥在凝結(jié)時會釋放出大量的熱量，溫度會急劇升高。③內(nèi)外溫差大。前面提到，大體積砼自澆筑后，構(gòu)件內(nèi)部溫度會迅速上升，但混凝土的表面和大氣溫度卻沒有如此高的溫度，由此造成了構(gòu)件表里、表外溫差這兩個指標都相差懸殊。④混凝土方量大。由于構(gòu)件尺寸大以及澆筑連續(xù)性的要求，一次澆筑的數(shù)量幾百上千方比比皆是，本工程更是達到了近六千方。⑤施工要求技術高。大體積砼構(gòu)件因為尺寸大，所以模板多為高大模板，且施工環(huán)境多在深基坑或水中，因此對施工技術的要求也高[1]。

2 裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 水泥及混凝土的收縮

混凝土在凝結(jié)硬化時，體積會產(chǎn)生收縮，而且產(chǎn)生的收縮力會受到外界的約束，當混凝土的極限抗拉強度不足以承受產(chǎn)生的收縮時，結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會產(chǎn)生細小的微觀裂縫，隨著長時間的發(fā)展，反映到表面這時就會產(chǎn)生收縮裂縫。

2.2 水泥水化熱造成內(nèi)外溫差的變化

水泥在凝結(jié)硬化時會產(chǎn)生熱量，當澆筑入模后，產(chǎn)生的熱量會使混凝土內(nèi)部的溫度將不斷升高，隨著后期混凝土的不斷澆筑，不但前期澆筑所產(chǎn)生的熱量被封閉不能及時的散發(fā)，而且后面也會有源源不斷的熱量逐漸積累，混凝土內(nèi)部的溫度將變得非常的高。而外界的氣溫并沒有如此高，由此造成內(nèi)外溫差過大就會導致裂縫的產(chǎn)生。

2.3 安定性裂縫

水泥在凝結(jié)硬化過程中，如果安定性不合格，其體積就會產(chǎn)生不均勻的變化，混凝土構(gòu)件的內(nèi)部就會產(chǎn)生細微的膨脹性裂紋，外在表現(xiàn)為不規(guī)則龜裂。

3 裂縫控制的具體措施

3.1 設計措施

在施工前加強和設計單位的溝通，通過圖紙會審時向設計單位提出在較厚剪力墻的中間部位增加構(gòu)造鋼筋，以此來抵抗溫差變化及自身收縮產(chǎn)生的應力，提高混凝土的抗裂性能。構(gòu)造筋的配筋率應合理，選用的構(gòu)造筋的間距不能過大，鋼筋直徑不宜超過14mm。

3.2 原材料控制措施

（1）選用合適的水泥。大體積砼應選用低水化熱、低收縮的水泥，這有利于減少混凝土內(nèi)部的水化熱和應力收縮，減少裂縫。

（2）選擇級配良好的骨料。選用的粗骨料應保證級配的連續(xù)性，同時骨料的含泥量也不應過大；砂應選擇優(yōu)質(zhì)的中粗砂，細度模數(shù)控制在2.6-2.9的范圍內(nèi)。

（3）控制好水灰比。在保證質(zhì)量的前提下，降低水灰比，可以減少水泥用量，達到降低水化熱和混凝土內(nèi)部溫度的目的[2]。

（4）摻加合適的外加劑。通過在混凝土中摻緩凝劑，可減緩水泥的凝結(jié)硬化速度，有利于熱量的散發(fā)；也可以摻加適量的減水劑，也有利于降低水化熱。

（5）在混凝土中摻加溫度較低、沖洗干凈的大石塊。由于本工程防輻射要求高，故不能采用預留冷凝水管降溫的措施。為了降低水化熱，本方案選擇摻入外墻體積15%的毛石，來降低內(nèi)部溫度達到預防裂縫產(chǎn)生的目的。石塊在摻入之前，宜用涼水充分沖洗，盡可能的降低石塊本身的溫度。石塊的摻入可以吸收水化熱產(chǎn)生的熱量，有利于溫度的降低，進一步達到控制裂縫的目的。

3.3 施工過程中的控制措施

（1）優(yōu)化施工方案，劃分好施工段。在澆筑之前，根據(jù)工程實際將現(xiàn)場澆筑部位共劃分為南北兩個區(qū)域，施工時先施工北側(cè)區(qū)域的混凝土，然后再施工南側(cè)區(qū)域的混凝土。在各個施工段采用分層澆筑的方法，在每層澆筑時，盡可能的使下層已澆筑的混凝土產(chǎn)生的熱量能更好地散發(fā)，達到降溫的目的；同時采用跳倉法的施工順序，避免混凝土的大量堆積，減少水化熱。

（2）設置合理的后澆帶。由于本工程墻體長度超過70m，需要設置伸縮后澆帶，但因為對防輻射要求高，不能產(chǎn)生與射線平行的貫通直縫，所以后澆帶應設置成階梯狀，防止射線直接穿透。

（4）澆筑時應加強振搗，提高混凝土的密實性。同時采取二次振搗法，也可以減少裂縫的產(chǎn)生。

（5）采取二次抹壓。二次抹壓可以將較細裂縫抹除，應在初凝前進行。

（6）如有必要，在混凝土泵送時，可在泵管上覆蓋毛氈并灑冷水降溫。

3.4 澆筑完成后的控制措施

（1）混凝土澆筑后，應立即采取覆蓋保溫養(yǎng)護措施，先覆蓋一層塑料薄膜，然后在薄膜上覆蓋毛氈，最后在毛氈上再覆蓋一層薄膜進行養(yǎng)護，并安排專人進行灑水養(yǎng)護，使混凝土表面一直保持濕潤，嚴防脫水；構(gòu)件的側(cè)模在保證棱角不受傷害時可提前拆除，以利于墻體內(nèi)熱量的散發(fā)和對側(cè)面混凝土的養(yǎng)護。

（3）加強對溫度的測量和管控，保證各項溫度指標在合理范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)較大的溫度變化。

4 結(jié)語

如果大體積砼的裂縫控制不當，不但會影響結(jié)構(gòu)的使用功能，而且還會造成重大的安全隱患，所以這必須要引起我們的重視。只要選用的材料合理、施工及養(yǎng)護得當，就可以盡量避免裂縫的產(chǎn)生，保證工程質(zhì)量。