大體積混凝土裂縫的防控

朱周仙 夏利紅

（1、浙江華恒建筑設(shè)計有限公司 2、浙江凱達(dá)信資產(chǎn)評估有限公司）

近年來，隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，高層建筑工程、地下建筑工程呈現(xiàn)項目多、規(guī)模大的新特點，相應(yīng)大體積鋼筋混凝土工程也越來越多地被采用。在對大體積混凝土施工管理中發(fā)現(xiàn)，對大體積混凝土裂縫的防治，還處于不斷探索、不斷深化的過程中。因此，為確保大體積混凝土施工質(zhì)量，防治大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，已成為當(dāng)前工程建設(shè)的一個重要課題。

1 裂縫產(chǎn)生主要原因探討

1.1 收縮裂縫?；炷潦湛s的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的?；炷潦湛s的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。選用水泥的品種不同，收縮的量也不同。此外還有混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝等，都會產(chǎn)生收縮裂縫。

1.2 溫差裂縫?；炷羶?nèi)外部溫差過大會產(chǎn)生裂縫，主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大，特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。外界氣溫變化大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內(nèi)外層混凝土溫差。應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。

1.3 安定性裂縫。表現(xiàn)為龜裂，主要因水泥安定性不合格而引起。

1.4 水泥水化熱水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱，實際上內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3～5天。

2 裂縫的防控措施

2.1 設(shè)計預(yù)控措施

2.1.1 大體積混凝土的強(qiáng)度等級宜在C20～C35范圍內(nèi)選用，充分利用后期強(qiáng)度。隨著高層和超高層建筑物不斷出現(xiàn)，大體積混凝土的強(qiáng)度等級日趨增高，出現(xiàn)C40～C55等高強(qiáng)混凝土。設(shè)計強(qiáng)度過高，水泥用量過大，必然造成混凝土水化熱過高?；炷翂K體內(nèi)部溫度高，內(nèi)外溫差超30℃以上，應(yīng)在滿足抗彎及抗沖切計算要求下，采用C20～C35的混凝土，避免設(shè)計上"強(qiáng)度越高越好"的錯誤概念?？紤]到建設(shè)周期長的特點，在保證基礎(chǔ)有足夠強(qiáng)度，滿足使用需求的前提下，可以利用混凝土60天、90天的后期強(qiáng)度，這樣可減少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土澆筑塊體內(nèi)的強(qiáng)度升高。

2.1.2 大體積混凝土基礎(chǔ)除應(yīng)滿足構(gòu)造要求外，增配筋應(yīng)盡可能采用小直徑、小間距。采用直徑8～14毫米的鋼筋和100～150毫米間距較為合理。傘截面的配筋率應(yīng)在0.3%～0.5%之間。

2.1.3 當(dāng)基礎(chǔ)設(shè)置于巖石地基上時，宜在混凝土墊層上設(shè)置滑動層，滑動層構(gòu)造可采用一氈二油，夏季施工時也可采用一氈一油。

2.1.4 避免結(jié)構(gòu)突變而產(chǎn)生應(yīng)力集中，轉(zhuǎn)角和孔洞處增設(shè)構(gòu)造加強(qiáng)筋。

2.1.5 大塊式基礎(chǔ)及其他筏式、箱式基礎(chǔ)不宜設(shè)置變形縫（沉降縫、溫度伸縮縫）及施工縫。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，可設(shè)置后澆縫，保留時間一般不少于60天，以控制施工期間較大溫差及收縮應(yīng)力。

2.2 材料防控措施

2.2.1 優(yōu)先采用525R普通水泥和425R普通水泥等高標(biāo)號水泥，降低水泥用量，從而降低混凝土的絕對溫升值。強(qiáng)度等級在C20～C35范圍內(nèi)選用，水泥用量以525R水泥每立方米不超過340公斤，425R水泥每立方米不超過380公斤為宜。

2.2.2 應(yīng)優(yōu)先采用水化熱低的礦渣水泥配制大體積混凝土。所用的水泥應(yīng)進(jìn)行水化熱測定，水泥水化熱測定按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥水化熱試驗方法（直接法）》測定。

2.2.3 采用5～25毫米顆粒級配的石子，控制含泥量小于1%。

2.2.4 砂細(xì)度模數(shù)為2.6～2.8，平均粒徑0.381的中粗砂，控制含泥率小于2%。

2.2.5 摻合料及外加劑的使用。目前使用的摻合料主要是粉煤灰，可以提高混凝土和易性，大大改善混凝土工作性能和可靠性，同時可代替水泥，降低水化熱。摻加量為水泥用量的15%，降低水化熱15%左右。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑。混凝土中摻入水泥重量0.25%的木鈣減水劑，不僅使混凝土工作性能有明顯改善，同時又減少10%拌和用水，節(jié)約10%左右的水泥，從而降低了水化熱。一般泵送混凝土為了延緩凝結(jié)時間，要加緩凝劑。為防止混凝土的初始裂縫，可加膨脹劑。

2.2.6 采用安全性合格的水泥。水泥進(jìn)場后，委托材料檢測部門檢測水泥的各種技術(shù)指標(biāo)，尤其是水泥的安定性，如不合格，嚴(yán)禁使用，從而防止裂縫的產(chǎn)生。

2.3 施工防控措施

2.3.1 施工前，應(yīng)對施工階段大體積混凝土澆筑塊體的溫度、溫度應(yīng)力及收縮力進(jìn)行驗算，確定控制指標(biāo)，制訂溫控施工的技術(shù)措施。

2.3.2 混凝土的澆筑方法可用分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑，不得留施工縫。混凝土的攤鋪厚度應(yīng)根據(jù)所用振搗器的作用深度及混凝土的和易性確定。

2.3.3 大體積混凝土施工采取分層澆筑混凝土?xí)r，水平施工縫處清除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝土層及松動的石子，并均勻露出粗骨料。在上層混凝土澆筑前，應(yīng)用壓力水沖洗混凝土表面的污物，充分濕潤，但不得積水。對非泵送及低流動度混凝土，在澆筑上層混凝土?xí)r，應(yīng)采取接漿措施。

2.3.4 混凝土的拌制、運輸必須滿足連續(xù)澆筑施工以及盡量降低混凝土出罐溫度等方面的要求。

2.3.5 混凝土澆筑過程中，應(yīng)及時清除混凝土表面的泌水。

2.3.6 規(guī)定合理的拆模時間，加強(qiáng)保溫養(yǎng)護(hù)措施，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度變化。

2.3.7 塑料薄膜、干草可作為保溫材料覆蓋混凝土和模板，寒冷季節(jié)可搭設(shè)保溫棚。覆蓋層的厚度應(yīng)根據(jù)溫控指標(biāo)的要求計算。

2.3.8 對標(biāo)高位于±0.00以下的部位，應(yīng)及時回填土；±0.00以上的部位應(yīng)及時加以覆蓋，不宜長期暴露在風(fēng)吹日曬的環(huán)境中。

2.3.9 大體積混凝土拆模后，應(yīng)采取預(yù)防寒潮襲擊、突然降溫和劇烈干燥等措施。

3 養(yǎng)護(hù)階段注意事項

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時要注意溫度控制。不僅要滿足強(qiáng)度增長的需要，還應(yīng)通過人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。

混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制應(yīng)遵循以下幾點：

3.1 混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應(yīng)小于20℃；當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土具有足夠的抗裂能力時，不大于25℃～30℃。

3.2 混凝土拆模時，混凝土的溫差不超過20℃。其溫差應(yīng)包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差。

3.3 采用內(nèi)部降溫法來降低混凝土內(nèi)外溫差。

3.4 保溫法是在結(jié)構(gòu)物外露的混凝土表面以及模板外側(cè)覆蓋保溫材料，在緩慢的散熱過程中，使混凝土獲得必要的強(qiáng)度，以控制混凝土的內(nèi)外溫差小于20℃。

3.5 混凝土表層布設(shè)抗裂鋼筋網(wǎng)片，防止混凝土收縮時產(chǎn)生干裂。

在大體積混凝土施工時掌握住它的基本知識，并根據(jù)實際采取有效措施，會使施工質(zhì)量得到很好的保證。

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