大體積混凝土施工裂縫原因及其控制

龔建才

寧夏英力特寧東煤化學(xué)有限公司（750001）

1 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 表面裂縫產(chǎn)生的原因

在澆筑大體積混凝土之后，由于水泥產(chǎn)生的水化熱比較大，導(dǎo)致混凝土的溫度上升較快。因為混凝土的體積比較大，聚集在內(nèi)部的水泥水化熱難以快速散發(fā)出去，從而使得混凝土的內(nèi)部溫度將明顯提高。而混凝土的表面散熱相對比較快，造成其內(nèi)外溫差非常大,導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部形成壓應(yīng)力，表面形成拉應(yīng)力,當拉應(yīng)力高于混凝土抗拉強度的時候，混凝土表面就會出現(xiàn)表面裂縫。

1.2 貫穿裂縫產(chǎn)生的原因

大體積混凝土降溫的過程中，因為逐步降溫而產(chǎn)生的變形，加之混凝土的多余水分在蒸發(fā)的時候產(chǎn)生的體積收縮變形，當遭受地基以及結(jié)構(gòu)邊界條件制約的時候，會形成比較大的拉應(yīng)力，當這種拉應(yīng)力高于混凝土抗拉強度的時候，混凝土的整體截面就會形成貫穿裂縫，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫，造成比較大的危害。表面裂縫并不是結(jié)構(gòu)性裂縫，然而，在混凝土收縮的過程中，因為表面裂縫處斷面削弱從而造成應(yīng)力集中,導(dǎo)致混凝土收縮裂縫的進一步擴散。

2 大體積混凝土裂縫控制的主要措施

為了有效防止裂縫，減少溫度應(yīng)力能夠采取以下措施:

2.1 降低混凝土自身的發(fā)熱量

①盡可能使用水化熱比較小的水泥品種，比如礦渣水泥或者粉煤灰水泥；②盡可能降低混凝土中使用水泥的數(shù)量，以減小混凝土的溫度升高。為了進一步降低水泥用量，盡可能使用混凝土的后期強度,也就是通過60 d到90 d的強度取代28 d的強度，也可以采取摻加一定量的粉煤灰等一些活性細摻料取代水泥。但是粉煤灰的等級不能低于二級，其添加量應(yīng)小于等于水泥用量的20%。

2.2 增強混凝土強度以及抗裂性

①混凝土的配合比必須科學(xué)合理。通過集料泵送混凝土，含砂率必須控制在40%～50%范圍以內(nèi)，在符合可泵性的條件下，盡可能減小含砂率；②合理的坍落度不僅有利于混凝土澆搗施工，同時還能保證水灰比以及外加劑對混凝土強度和水化熱造成的溫度升高得到有效的控制。應(yīng)當確定一個科學(xué)合理的坍落度指標值，并且應(yīng)當現(xiàn)場采取對應(yīng)的控制監(jiān)測手段，在泵送混凝土?xí)r，禁止向混凝土中添加水，預(yù)拌混凝土站應(yīng)當按照砂石料的含水量的具體情況，控制好級配用量；③進一步改進骨料的級配,粗骨料選用連續(xù)級配粒徑4～5 mm大小的石子；細骨料選用平均粒徑比較大的中粗砂；同時嚴格控制粗細骨料的含泥量；④大體積混凝土流水段必須和設(shè)計的結(jié)構(gòu)縫以及后澆混凝土保持一致,厚度小于等于1.0m采取薄層循序推進的方式澆筑到頂；厚度大于1.0 m最好采取斜面分層、循序推進的方式一次性澆筑到頂,同時強化振搗作業(yè)；⑤ 必要的時候可以添加一定量的纖維，比如玻璃纖維以及鋼纖維等等。

2.3 內(nèi)部降溫、外部保溫

①澆筑混凝土的溫度最好控制在25℃之內(nèi)，根據(jù)運輸?shù)木唧w情況對混凝土的出廠溫度進行計算以及原材料的溫度要求,夏天如果氣溫超過30℃的時候，拌合混凝土加水或者利用冰來冷卻碎石從而使得材料的溫度降低；冬天如果氣溫低于5℃的時候，應(yīng)當采取加熱法的措施進行升溫；②工程中采取科學(xué)的保溫養(yǎng)護以及潮濕養(yǎng)護措施顯得非常關(guān)鍵。在潮濕條件下能夠有效預(yù)防混凝土表面脫水形成干縮裂縫，使得水泥能夠順利水化，從而提升了混凝土的極限拉伸值，以免出現(xiàn)太大的溫度應(yīng)力出現(xiàn)溫度裂縫;③選擇科學(xué)合理的控制溫度的方案。當氣溫超過30℃的時候,可以采取預(yù)埋冷水管降溫的措施，必要的時候可以采取混凝土內(nèi)部埋管冷水進行降溫和蓄熱有機結(jié)合或者和蓄水有機結(jié)合的養(yǎng)護措施;當氣溫小于15℃的時候應(yīng)當采取特殊的控制溫度的施工技術(shù)。

2.4 混凝土的養(yǎng)護措施

養(yǎng)護大體積混凝土，應(yīng)當結(jié)合氣候條件采取有效的控溫措施，并且按照需要測定澆筑之后的混凝土內(nèi)外的溫差，使得內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，溫度升高的速度應(yīng)當控制在每天0.3～0.4℃,溫度降低的速度應(yīng)當控制在每天1.1～1.5℃。

2.5 設(shè)計后澆帶的措施

①減輕約束體以及被約束體相互之間的限制，通過采取設(shè)計永久性伸縮縫的措施，使得超長的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)劃分為數(shù)段，以便能夠讓大部分變形得到釋放，降低約束應(yīng)力。其伸縮縫之間的距離為30～40 m；②在施工的后期階段，若干段澆筑成為一個整體，能夠承受約束應(yīng)力。在常規(guī)條件下，“后澆帶”之間的距離通常為20～30m之間，帶寬大約為1.0 m。澆筑混凝土30～40 d之后利用混凝土進行封閉。

[1] 王宏艷.淺談溫度對混凝土裂縫的影響及預(yù)防措施[J].黑龍江冶金,2010(03).

[2] 馬鳳榮.大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生與預(yù)防措施探析[J].交通標準化,2011(09).