大体积混凝土的防裂浅谈

　　[摘要]本文讲述了大体积混凝土产生裂缝的原因，提出一系列防裂预防措施，尽可能降低裂缝产生的机率，将裂缝控制在无害范围内。
　　[关键词]大体积混凝土，水化热，防裂，温差，温度应力，变形，收缩
　　1前言
　　所谓大体积砼是指混凝土结构物中实体尺寸大于1m的工程部位所用的混凝土。即为体积较大又就地浇筑、成型、养护的混凝土[1]。凡大体积混凝土都有结构厚实、混凝土量大、工程条件复杂、施工技术要求高、水泥水化热使结构产生温度和收缩变形的共同特征。因此，大体积混凝土经常出现的问题是以控制混凝土温度变形裂缝，从而提高混凝土抗渗、抗裂、抗侵蚀性能，以提高建筑结构的耐久性。本文将结合我公司多年现场浇注混凝土的实际经验，将大体积混凝土产生裂缝的原因及防裂的有效控制措施进行归纳总结，供同行们参考，欢迎指正。
　　2大体积混凝土产生裂缝的主要原因
　　混凝土的开裂是普遍性的技术问题,裂缝一旦形成危害很大，特别是基础贯穿裂缝若出现在重要部位,会降低结构耐久性及承载力,危害建筑物的安全使用。大体积混凝土产生裂缝的原因，很大程度上是混凝土内部水泥水化产生大量的热无法及时从表面散发出去，从而导致温差过大引起的。除此以外由外荷载引起的结构型裂缝,也是导致混凝土开裂的原因。混凝土具抗压强度高、耐久性好、抗拉强度低、受拉变形小、易开裂等特点。它随着温度的变化而发生膨胀与收缩,大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,是其内部矛盾发展的结果。这种裂缝的产生主要是浇筑初期混凝土弹性模量及强度都较低,水化热引起的急剧温升约束不大，温度应力较小。随着混凝土龄期增长，弹性模量增高，混凝土内部降温收缩的约束愈来愈大，当混凝土的抗拉强度较低不足以抵抗这种拉力时，便产生很大拉应力，从而开始出现温度裂缝。除此之外，导热性能差也是引起混凝土开裂的主要原因之一，由于积聚在混凝土内部热量不易散发,随着龄期增加早期水化热越来越大，混凝土内部温度急剧上升,这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时,就会导致混凝土裂缝。
　　3大体积混凝土温度裂缝采取预控技术措施
　　为了控制大体积混凝土因温差-温度应力而产生温度裂缝，从组成材料着手采取必要的防范措施。大体积混凝土施工防裂技术措施的主要方法是通过配合比优化设计、施工、原材料等方面进行预防，尽量将裂缝控制在无害范围内。
　　在设计混凝土配合比时尽量降低胶凝材料总用量，减少混凝土的水化热，采用低热水泥的胶凝材料。在满足混凝土强度、抗渗、低水化热和泵送前提下，水灰比的降低对防止开裂十分有利。施工中应重视施工质量并加强现场管理，合理选用浇捣方案及时养护，减少混凝土的暴露时间，在混凝土养护结束且模板拆除后，立即进行防水施工及回填。原材料根据大体积混凝土的特点进行选用，选择与水泥适应性好的外加剂、性能良好粉煤灰掺合料、水化热低和凝结时间长的水泥品种、有足够强度结构致密的优良粗集料、细集料则宜采用级配良好的中砂和中粗砂、拌制混凝土宜采用饮用水。混凝土材料型裂缝主要是由温差和收缩引起,所以为了防止裂缝的产生,就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩,优选合理的原材料。
　　
　　4大体积混凝土施工现场浇筑的预控措施
　　大体积混凝土施工期间,外界气温的变化对防止大体积混凝土开裂有重要的影响。混凝土内外温差不宜超过25度。夏季混凝土中各种原材料对混凝土搅拌温度影响最大的是石子的温度,砂、水泥和水的温度次之。因此降低混凝土的搅拌温度的最有效办法是降低石子的温度。据多年施工工程在炎热季节中实际浇注的经验，石子温度每降低1℃,混凝土搅拌温度约可下降0.4-0.6℃。若对砂石料堆进行遮阳覆盖,并在使用前对石子料堆喷洒冷水,在拌和用水池中加入大量冰块降低水温。通过采取这些措施,能大大降低混凝土出机温度。而在冬季，可在骨料上加覆盖物防止雪水混入，在搅拌前对骨料进行预热，都是控制混凝土出机温度的一种措施。
　　除此以外，施工现场还需严格控制混凝土的坍落度。对于因机械故障或其他原因导致混凝土等待时间长，造成混凝土坍损过大时，混凝土一律报废处理，严禁在混凝土内二次加水，确保混凝土的质量。现场模板应符合设计要求,混凝土的浇筑采用水平分层连续浇筑的方法。振捣采用附着式振捣器和振捣棒配合使用，保证混凝土的密实、无空洞。配备适量的施工机械设备，保证每一施工段混凝土浇筑的连续性，不出现冷接缝，层间的间隔时间以混凝土的初凝时间为准。
　　
　　4.1降低大体积混凝土入模温度的措施
　　在混凝土运输过程中,尽量缩短运输时间,对泵管采取防晒措施。控制现场混凝土入模温度为30℃以内，有效控制施工过程中的温升。为确保混凝土质量浇筑中严格把关，避免产生不必要的工程质量问题。根据整体连续浇筑的原则，结合现场实际情况选择具体施工方案。考虑施工时间与混凝土的运输和等候时间,来选用适宜外加剂来满足连续浇筑的需要。总之,在混凝土的连续浇注中最重要是降低因水化热发生的内外温差,以此减少裂缝产生的机率。
　　4.2混凝土浇筑、拆模时保证质量的措施
　　在混凝土拌制过程中,要严格准确计量原材料并控制混凝土出机坍落度。限制混凝土最高温升，降低混凝土浇筑温度，避免因温差变形而产生裂缝。混凝土分层浇注时保证上层与下层初凝前结合紧密。尽量避开高温季节浇注,夏季施工浇注尽量安排在夜间进行。混凝土浇注时注意分层厚度,按规范进行操作,注意浇筑自由倾落高度，防止混凝土发生离析。浇注中进行振捣的时间应以表面泛浆为宜,浇注完毕表面要压实、抹平,为增加密实度减少内部微裂缝，可对浇筑后的混凝土进行二次振捣来提高混凝土的抗裂性。混凝土拆模时间需强度达到设计强度的75%以上,混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内。
　　4.3做好表面隔热保护、加强养护、保温、温度测控措施
　　大体积混凝土表面收缩受内部约束产生拉应力,如果表面温度降温过大易导致裂缝的产生,故拆模后立即采取表面保护。养护主要是通过人工进行温度控制。重要结构的混凝土内外温度差应控制在20℃以内，一般结构应控制在25~30℃以内。必须利用保温材料减少混凝土的内外温差。当混凝土内外温差小于25℃时[2],则可全部撤掉保温层，这是防止大体积混凝土在养护后期出现裂缝的一项措施。混凝土浇注完毕后12～18h内及时洒水养护，保持表面经常湿润,连续养护时间不少于28d或设计龄期，防止干缩裂缝的发生，促进混凝土强度的稳定增长。若高温季节施工采用内散外蓄综合养护措施,可有效降低混凝土的温升值,大大缩短养护周期,对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。在施工中大体积混凝土必须进行温度控制，其监测结果能及时反馈结构体内外温度变化的真实情况，为及时采取温控对策提供依据。[!--empirenews.page--]
　　5结论
　　综上所述,在大体积混凝土施工中,为防止混凝土裂缝,除了按一般的混凝土施工前必须进行的物质准备、技术准备以外,还应根据大体积混凝土施工的特点,从原材料选用和施工方案上下功夫,在不影响进度的前提下,采用分层连续浇筑方法,保证混凝土的均匀性,对浇筑后的混凝土采用合理保温与养护,并控制混凝土的降温速率,科学合理地选择混凝土浇筑时间段,避开高温施工,降低出机温度与环境温度的差值,减少冷度损失。使混凝土入模温度不大于30℃的要求,有针对性地采取措施来满足施工控温要求,方能取得较好的效果。
　　[参考文献]
　　[1]雍本.特种混凝土施工手册.中国建材工业出版社，2005.6.
　　[2]王华生，赵慧如.现代混凝土禁忌技术手册.机械工业出版社，2008.1
　　[3]张应力.现代混凝土配合比设计手册[M].人民交通出版社，2002.

《大体积混凝土的防裂浅谈》

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