大体积混凝土施工裂缝原因及其控制

龚建才

宁夏英力特宁东煤化学有限公司（750001）

1 大体积混凝土裂缝产生的原因

1.1 表面裂缝产生的原因

在浇筑大体积混凝土之后，由于水泥产生的水化热比较大，导致混凝土的温度上升较快。因为混凝土的体积比较大，聚集在内部的水泥水化热难以快速散发出去，从而使得混凝土的内部温度将明显提高。而混凝土的表面散热相对比较快，造成其内外温差非常大,导致混凝土的内部形成压应力，表面形成拉应力,当拉应力高于混凝土抗拉强度的时候，混凝土表面就会出现表面裂缝。

1.2 贯穿裂缝产生的原因

大体积混凝土降温的过程中，因为逐步降温而产生的变形，加之混凝土的多余水分在蒸发的时候产生的体积收缩变形，当遭受地基以及结构边界条件制约的时候，会形成比较大的拉应力，当这种拉应力高于混凝土抗拉强度的时候，混凝土的整体截面就会形成贯穿裂缝，产生结构性裂缝，造成比较大的危害。表面裂缝并不是结构性裂缝，然而，在混凝土收缩的过程中，因为表面裂缝处断面削弱从而造成应力集中,导致混凝土收缩裂缝的进一步扩散。

2 大体积混凝土裂缝控制的主要措施

为了有效防止裂缝，减少温度应力能够采取以下措施:

2.1 降低混凝土自身的发热量

①尽可能使用水化热比较小的水泥品种，比如矿渣水泥或者粉煤灰水泥；②尽可能降低混凝土中使用水泥的数量，以减小混凝土的温度升高。为了进一步降低水泥用量，尽可能使用混凝土的后期强度,也就是通过60 d到90 d的强度取代28 d的强度，也可以采取掺加一定量的粉煤灰等一些活性细掺料取代水泥。但是粉煤灰的等级不能低于二级，其添加量应小于等于水泥用量的20%。

2.2 增强混凝土强度以及抗裂性

①混凝土的配合比必须科学合理。通过集料泵送混凝土，含砂率必须控制在40%～50%范围以内，在符合可泵性的条件下，尽可能减小含砂率；②合理的坍落度不仅有利于混凝土浇捣施工，同时还能保证水灰比以及外加剂对混凝土强度和水化热造成的温度升高得到有效的控制。应当确定一个科学合理的坍落度指标值，并且应当现场采取对应的控制监测手段，在泵送混凝土时，禁止向混凝土中添加水，预拌混凝土站应当按照砂石料的含水量的具体情况，控制好级配用量；③进一步改进骨料的级配,粗骨料选用连续级配粒径4～5 mm大小的石子；细骨料选用平均粒径比较大的中粗砂；同时严格控制粗细骨料的含泥量；④大体积混凝土流水段必须和设计的结构缝以及后浇混凝土保持一致,厚度小于等于1.0m采取薄层循序推进的方式浇筑到顶；厚度大于1.0 m最好采取斜面分层、循序推进的方式一次性浇筑到顶,同时强化振捣作业；⑤ 必要的时候可以添加一定量的纤维，比如玻璃纤维以及钢纤维等等。

2.3 内部降温、外部保温

①浇筑混凝土的温度最好控制在25℃之内，根据运输的具体情况对混凝土的出厂温度进行计算以及原材料的温度要求,夏天如果气温超过30℃的时候，拌合混凝土加水或者利用冰来冷却碎石从而使得材料的温度降低；冬天如果气温低于5℃的时候，应当采取加热法的措施进行升温；②工程中采取科学的保温养护以及潮湿养护措施显得非常关键。在潮湿条件下能够有效预防混凝土表面脱水形成干缩裂缝，使得水泥能够顺利水化，从而提升了混凝土的极限拉伸值，以免出现太大的温度应力出现温度裂缝;③选择科学合理的控制温度的方案。当气温超过30℃的时候,可以采取预埋冷水管降温的措施，必要的时候可以采取混凝土内部埋管冷水进行降温和蓄热有机结合或者和蓄水有机结合的养护措施;当气温小于15℃的时候应当采取特殊的控制温度的施工技术。

2.4 混凝土的养护措施

养护大体积混凝土，应当结合气候条件采取有效的控温措施，并且按照需要测定浇筑之后的混凝土内外的温差，使得内外温差控制在25℃以内，温度升高的速度应当控制在每天0.3～0.4℃,温度降低的速度应当控制在每天1.1～1.5℃。

2.5 设计后浇带的措施

①减轻约束体以及被约束体相互之间的限制，通过采取设计永久性伸缩缝的措施，使得超长的现浇钢筋混凝土结构划分为数段，以便能够让大部分变形得到释放，降低约束应力。其伸缩缝之间的距离为30～40 m；②在施工的后期阶段，若干段浇筑成为一个整体，能够承受约束应力。在常规条件下，“后浇带”之间的距离通常为20～30m之间，带宽大约为1.0 m。浇筑混凝土30～40 d之后利用混凝土进行封闭。

[1] 王宏艳.浅谈温度对混凝土裂缝的影响及预防措施[J].黑龙江冶金,2010(03).

[2] 马凤荣.大体积混凝土裂缝的产生与预防措施探析[J].交通标准化,2011(09).