基于大体积混凝土裂缝浇筑技术研究

　　摘要：目前，在建筑施工中，常会出现混凝土的浇筑量过大，这样很容易造成大体积混凝土出现裂缝，如果不及时进行控制和处理，将会产生极严重的后果。本文从大体积混凝土产生裂缝的原因出发，提出了在浇筑过程中的几点质量控制措施。

　　关键词：大体积,混凝土,裂缝,浇筑

　　引言：“结构断面最小尺寸80cm以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与表面温度之差预计超过25℃的混凝土称之为大体积混凝土。” 在对大体积混凝土施工的时候，最关键的一个因素就是有效的防治混凝土出现裂缝。对于出于约束条件下的混凝土内部会产生拉应力，当这种拉应力超过了混凝土的抗拉强度，就会出现开裂的情况。

　　一、大体积混凝土产生裂缝的原因

　　1、温差裂缝

　　混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝的主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑，浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不容易散发，混凝土内部温度将显著升高，而混凝土表面土则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，此时，混凝龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土的表面产生裂缝。大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。同时，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。

　　2、沉缩裂缝当然砼沉缩裂缝

　　在大体积砼施工中也是非常多的。砼浇筑成型后，养护工作不到位，没有及时地进行表面履盖，表面水份散失过快，导致砼内部与外部不均匀收缩。其表面干收缩大于其内部干收缩值。由于此干缩快慢差而形成的砼表面拉应力，也是砼产生裂缝的重要原因。主要表现在振捣不密实，沉实不足，或者骨料下沉，表层浮浆过多，砼浇筑后，没有及时抹压实，且表面覆盖不及时，受风吹日晒，表面水份散失快，产生干缩，砼早期强度又低，不能抵抗这种变形而导致开裂。在施工中采用缓凝型泵送剂，延缓砼的凝结硬化速度，充分利用外加剂(特别是缓凝剂)的特性，适时增加抹加次数，消除表面裂缝，特别是初凝前的抹压，这对消除表有效的。

　　3、塑性收缩变形使混凝土产生裂缝

　　塑性收缩裂缝发生在混凝土硬化之前、处于塑性状态时。它的产生主要是由于上部混凝土的均匀沉降受到了限制，如遇有钢筋或大的骨料，或者是平面面积较大的混凝土，其水平方向的收缩比垂直方向更难，这样就会形成不规则的深裂缝。这种裂缝通常是互相平行的，间距为0.2一lm左右，并且有相当的深度。防止出现这种裂缝的最好办法，就是连续浇筑与修整抹面，并立即养护，保护混凝土免受风吹日晒。

　　二、混凝土配合比设计

　　对配合比设计的主要要求是：既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热;既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性，又要降低水泥和水的用量。

　　1、选用水化热低32.5MPa 矿渣水泥，水泥用量仅为340kg/m3。

　　2、大掺量 I 级粉煤灰 (国外高达 3O%)。掺量高达100kg/m3，占水泥用量的 29%，占胶凝材料总量的 21%，在大体积混凝土中掺粉煤灰是增加可泵性、节约水泥的常用方法。矿渣水泥本身就掺有 20%一70%活性或惰性掺合料，再在矿渣水泥中掺近 30%的粉煤灰，而且要配制大坍落度的 C4O 混凝土，非常少见。这个掺量巳接近 GBJ146—9，粉煤灰混凝土应用技术规范的规定的上限。

　　三、混凝土的浇筑方案选用

　　全面分层，采取二次振捣方案。混凝土初凝以后，不允许受到振动。混凝土尚未初凝(刚接近初凝再进行一次振捣，称二次振捣)，这在技术上是允许的。二次振捣可克服一次振捣的水分、气泡上升在混凝土中所造成的微孔，亦可克服一次振捣后混凝土下沉与钢筋脱离，从而提高混凝土与钢筋的握裹力，提高混凝土的强度、密实性和抗渗性。

　　全面分层，二次振捣方案就是当下层混凝土接近初凝时再进行一次振捣，使混凝土又恢复和易性。这样，当下层混凝土一直浇完 42m 后，再浇上层，不致出现初凝现象。此方案虽然技术上可行，也有利于保证混凝土质量，但需要增加人力和振动设备，是否采用应做技术经济比较。

　　四、预测温度、设计养护方案

　　在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温度+水化热温升值一环境温度。这个温度是昼夜平均浇筑温度，如果白天最高气温是35℃，这时的浇筑温度 Tj=31.4℃。为了降低 Tj，采取如下措施：料场石子进仓前用凉水冲洗，水泥在筒仓内存放 15 以上，晴天泵管用湿岩棉被覆盖，气温高时拌合水中加冰降温。其中，拌合水中加冰效果最好。

　　可见，每使混凝土浇筑温度下降 1℃，平均要使拌合水温下降近 6℃。要使混凝土浇筑温度下降 3℃，至少每 m3 混凝土要加 O℃冰 40kg.无论如何，在工程中实际浇筑温度 Tj，都不能超过 32℃。

　　五、确定保温材料的厚度，预测混凝土表面温度

　　一般规定：混凝土内表温差 T1 一 T2≤25℃对于较厚的混凝土，此温差值可适当放宽。

　　由此可见，即使在炎热的夏季，大体积混凝上在降温阶段要“保温”养护。

　　经过计算，提出两种养护方案供施工时选择。一种是盖一层塑料薄膜和一层 3cm 厚的防水岩棉被。另一种是蓄水 2cm一 12cm 养护，深度随当时混凝土内外温差增减。前者的优点是保温性能较好，可缩小混凝土内表温差，减慢降温速度，从而有利于混凝土抗裂，但缺点是可能因降温速度过慢而延长养护时间;但如遇环境温度骤降造成混凝土内表温差过大时，较难采取临时加强保温的措施。

　　实际施工中采用了第一种养护方案，养护效果很好。塑料薄膜很有效地保证了混凝土表面的潮湿，既保证了表层混凝土的强度增长，又使前3周的降温阶段不致出现干燥收缩，还保证了微膨胀剂充分发挥补偿收缩的作用。岩棉被的效果也恰到好处，当混凝土表面温度过高，不利于降温时，局部揭开岩棉被加快降温。下过几场大雨后，岩棉被被水浸透，导热系数增大，使混凝土浇筑后3周的降温速度始终较好地控制在1.30c/d—1.5Oc/d 范围之内。

　　六、处理好大体积混凝土的后浇带

　　在建筑施工中，后浇混凝土与先浇混凝土要紧密的结合在一起，形成良好的状态，后浇带主要采取双层钢板网作为主要的模板。钢板网主要敷设在钢支架上，从里开始的第一层主要采用孔眼较大、刚度较大的钢板网，到了第二层可以采用网眼小于石子的钢板网。为了能够有效的防止钢板网出现漏浆，可以在第二层固定胶合板，但是在后浇捣凝土前，要将胶合板拆掉。除此之外，后浇带两侧的钢板网必须敷设在板底钢筋和板顶钢筋的主要部位，在钢筋之间可以使用支撑并堵浆，此钢板以后不再拆除。后浇带内钢支撑须与钢筋支架连结成整体，防止由于侧面受压不均匀导致歪斜。

《基于大体积混凝土裂缝浇筑技术研究》

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