大体积混凝土裂缝控制的综合措施

　　摘要：混凝土在浇筑过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象，水利工程建设中，大体积混凝施工出现裂缝更为普遍。在施工中混凝土出现裂缝，影响到建筑物的整体性和耐久性，本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和预防措施做一探讨。

　　关键词：大体积 混凝土 裂缝控制综合措施

　　混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土在施工过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍和常见的现象，并且在大体积混凝土施工中表现尤为突出。混凝土出现温度裂缝，会影响到建筑物的整体性和耐久性，如何解决好大体积混凝土裂缝的预防和控制问题成为工程建设长期困扰的一个技术难题，值得我们不断的探索和提高。

　　一、裂缝的原因

　　混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。根据国内外的调查资料，属于由变形变化(温度、湿度、地基变形)引起的约占80％以上。在大体积混凝土工程施上中，主要是由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。

　　二、裂缝控制的设计措施

　　1、大体积混凝土的强度等级宜在C20～C35范围内选用，利用后期强度R60。设计强度过高，水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内部温度高，混凝土内外温差超过30℃以上，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。竖向受力结构可以用高强混凝土减小截面，而对于大体积混凝土底板应在满足抗弯及抗冲切计算要求下，采用C20～C35的混凝土，避免设计上"强度越高越好"的错误概念。考虑到建设周期长的特点，在保证基础有足够强度、满足使用要求的前提下，可以利用混凝土60d或90d的后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度升高。

　　2、大体积混凝土基础除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋，以构造钢筋来控制裂缝，配筋应尽可能采用小直径、小间距。

　　3、为满足混凝土设计强度、耐久性、抗渗性等要求和施工和易性需要，应进行混凝土施工配合比优选试验。混凝土施工配合比选择应经综合分析比较，合理地降低水泥用量。

　　三、裂缝控制的材料措施

　　1、水泥用量是混凝土收缩率的重要因素，采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值，可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用，这是大体积混凝土配合比选择的特殊性，水泥用量最好不超过380kg/m。

　　2、采用5～40mm颗粒级配的石子，控制含泥量小于1.5％。

　　3、采用中、粗砂，控制含泥量小于1.5％。

　　4、混凝土中应掺入适量的掺合料。其品种有粉煤灰、凝灰岩粉、矿渣微粉、硅粉、粒化电炉磷渣、氧化镁等。掺用的品种和掺量应根据工程的技术要求、掺合料品质和资源条件，通过试验论证确定。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，也可使混凝土用水量减少25％。外加剂选择应根据混凝土性能要求、施工需要、并结合工程选定的混凝土原材料进行适应性试验，经可靠性论证和技术经济比较后，选择合适的外加剂种类和掺量。外加剂还应配成水溶液使用。配制溶液时应称量准确，并搅拌均匀。根据工程需要，外加剂可复合使用，但必须通过试验论证。有要求时，应分别配制使用。

　　四、裂缝控制的施工措施

　　1、严格按规范施工

　　（1）混凝土浇筑前，保证仓内无杂物，模板、钢筋、预埋件符合规范要求，并做好验收自检工作。

　　（2）混凝土浇筑过程中，严禁在仓内加水；仓内的泌水必须及时排除；应避免外来水进入仓内，严禁在模板上开孔赶水，带走灰浆；应随时清除粘附在模板、钢筋和预埋件表面的砂浆；应有专人做好模板维护，防止模板位移、变形。

　　（3）对混凝土撑柱、止水、施工过程中抛置的块石等周围和预埋件下面加强振捣，同时进行二次复振，增加混凝土密实性，减少混凝土内部微裂缝，经测试加强振捣后混凝土试块3d抗压强度可达到80%以上。[Page]

　　2、在高温季节施工时，应根据具体情况，采取下列措施：

　　（1）成品料仓骨料仓应搭盖凉棚，堆高不宜低于6m，喷洒水雾降温(砂子除外)等；

　　（2）骨料从料仓到拌和楼，应采取隔热、保温措施；

　　（3）混凝土拌和时，可采用冷水、加冰或用水将碎石冷却等降温措施；

　　（4）混凝土在运输过程中，应尽量缩短运输时间、等待卸料时间和减少转运次数，运输工应有隔热遮阳措施；

　　（5）在混凝土浇筑过程中，应缩短混凝土运输入仓时间，及时进行平仓振捣，要采用隔热材料及时覆盖，尽量缩短混凝土的暴露时间；

　　（6）混凝土浇筑宜安排在早晚、夜间及利用阴天进行，并减小浇筑厚度，利用浇筑层面散热。基础混凝土和老混凝土约束部位浇筑层厚以1m～2m为宜，上下层浇筑间歇时间宜为5d～10d。当浇筑块尺寸较大时，可采用台阶式浇筑法，浇筑块分层厚度小于1.5m；

　　（7）应增派人力加强连续养护，养护期内始终使混凝土表面保持湿润；

　　（8）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

　　3、在寒冷季节施工时，应根据具体情况，采取下列措施：

　　（1）成品料仓骨料堆搭设暖棚，采用蒸汽排管法对粗骨料进行加热，使其温度保持在10℃～15℃；

　　（2）混凝土拌和前，用热水冲洗拌和设备。混凝土拌和时，可采用加热水拌和，热水水温控制在60℃以下，先将骨料与水拌和，然后加入水泥，以免水泥假凝。拌和站出机口温度应控制在5℃～10℃以上；

　　（3）对混凝土运输工具采用麻袋和彩条布包裹，尽量缩短运输时间、等待卸料时间和减少转运次数，以防温度散失；

　　（4）塑料泡膜、草袋和棉被可作为保温材料覆盖混凝土和模板，并应搭设挡风保温棚，必要时可在仓内设火炉加热，使混凝土浇筑温度控制在3℃以上；

　　（5）拆模后和养护期内，应采取预防寒潮袭击、突然降温和剧烈干燥等措施，在混凝土表面加塑料薄膜，保持混凝土表面水分，防止风干，同时外层加2cm厚塑料泡沫保温；

　　（6）对标高位于±0．0以下的部位，应及时回填土；±0．0以上的部位应及时加以覆盖，不宜长期暴露在风吹环境中。

　　五、温控监测措施

　　1、大体积混凝土施工应建立和健全温控管理和保证体系，并根据工程规模和质量控制及管理的需要，配备相应的技术人员和必要的检验、试验设备，建立健全必要的技术管理与温控制度。

　　2、在混凝土浇筑过程中应进行混凝土浇筑温度的监测，在养护过程中应进行混凝土浇筑块体升降温、内外温差、降温速度及环境温度等监测。这些监测结果能及时反馈现场大体积混凝土浇筑块内温度变化的实际情况，以及所采用的施工技术措施的效果，为工程技术人员及时采取温控对策提供科学依据。大体积混凝土浇筑块体内外温差、降温速度及环境温度的测试，每昼夜应不少于2次。

　　3、安排专人测定混凝土入仓温度、坍落度，并留置规定的试压块组数。混凝土拆模后，应检查其外观质量。有混凝土裂缝、蜂窝、麻面、错台和模板走样等质量问题或事故时应及时检查和处理。对混凝土强度或内部质量有怀疑时，可采取无损检测法(如回弹法、超声回弹综合法等)或钻孔取芯、压水试验等进行检查。

　　六、结束语

　　笔者通过多年工作实践，对大体积混凝土裂缝形成的原因和预防措施作了初步探讨，认为只要采取以防为主，采用温控施工技术，在大体积混凝土结构的设计、混凝土材料的选择、配合比优化、拌制、运输、浇筑、保温养护及施工过程中混凝土浇筑内部温度和温度应力的监测等环节，采取了一系列的技术措施，并施工中多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以控制和避免的。