浅谈大体积混凝土施工中的裂缝控制技术

史鹏　钟秀凤

【摘 要】在现代建筑中，大体积混凝土的应用日趋增多，而大体积砼的施工质量，除满足强度等级、抗渗要求外，关键应严格控制混凝土在硬化过程中引起的浇筑体内外温差，防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝。本文分析了大体积混凝土产生裂缝的主要原因，提出了具体裂缝控制措施，供大家参考。

【关键词】大体积混凝土；裂缝；控制

大体积混凝土的定义：结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。大体积混凝土结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象。在全国调查的高层建筑地下结构中，底板出现裂缝的现象占调查总数的60%以上。根据国内外的调查资料，建筑结构物的裂缝原因，属于由变形变化f温度、湿度、地基变形）引起的约占80%以上，属于荷载引起的约占20%左右。在大体积混凝土工程施工中，主要是由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。因此，控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度，防止混凝土出现有害的温度裂缝（包括混凝土收缩1是其施工技术的关键问题。

1.大体积混凝土的裂缝和类型

1.1表面裂缝

大体积混凝土结构块体各部分由于散热条件不同，致使块体内部散热条件差，温度较高，持续时间也较长；而块体外表和大气接触，散热条件比较好，冷却较快。当表面混凝土冷却收缩时，就会受到内部还未收缩的混凝土的约束产生表面温度拉应力，当该应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土表面就会产生温度裂缝。但这种温差仅仅在表面处较大，离开表面就很快减弱。一般表面裂缝防线不规则，数量较多，但短而浅，深度小于1mm，缝宽小于0.5 mm。因此，裂缝只在接近结构物表面较小的范围内出现，表面层以下的结构仍然保持其整体性，一般危害性较小。所以，当裂缝在其最大限定值以下时，一般不会影响建筑物的可靠性、安全性、适用性，对于一般室内环境，混凝土的表面裂缝不大于0.3mm；对于露天或者室外环境比较严峻的情况下，不宜大于0.2mm。

1.2深层裂缝

混凝土浇筑后数日，水泥水化热基本释放完毕，混凝土从最高温慢慢降温，导致混凝土收缩，这时混凝土已硬化，并与地基和结构边界粘结牢固，受到其约束而不能自由变形，导致产生拉应力（温度应力），当该温度应力超过龄期下混凝土的抗拉强度时，从约束面开始向上开裂形成收缩裂缝。裂缝方向大致垂直于结构表面，自下而上开展，缝宽较大，延伸长，称之为深层裂缝。

1.3贯穿裂缝

如果温度应力足够大，严重时就会产生贯穿裂缝。它切断了结构的断面，把建筑物分割成独立的块体，使建筑物结构的整体性和稳定性遭到破坏，导致建筑物内应力发生不理不暗花，其危害性较为严重。对于大体积混凝土大坝工程或者室外等其他有防渗水要求的部位，表面裂缝主要影响其防水性能。尤其对大坝工程，表层裂缝可作为水的渗透途径，在水压力不断冲击下，很容易发展成深层裂缝，甚至贯穿裂缝。当表面裂缝深度小于1mm时，缝宽为0.1～0.2mm时，部分会随着大体积混凝土内部温度的降低而愈合；当裂缝宽度为0.1～0.2mm时，虽然早期有轻微渗水现象，但经过一段时间后，裂缝可以自行愈合。若裂缝宽度超过0.2～0.3mm，则渗漏水量会以裂缝宽度的3次方比例增加。这些裂缝对建筑物的安全运行，持续使用是有危害的，必须采取一定的防护措施，尽可能地防止超过0.3mm的贯穿裂缝的产生。若出现这种贯穿裂缝，将会严重影响结构性能，必须进行化学灌浆进行加固处理。

2.产生裂缝的主要原因

2.1水泥水化热

水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚.表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时问混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。

2.2外界气温变化

大体积混凝土在施工阶段，外界气温的变化对防止大体积砼裂缝产生起着很大的影响。砼内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，砼的浇注温度也就会愈高。

2.3砼的收缩

砼在空气中硬结时体积减小的现象称为砼收缩。砼在不受外力的情况下的这种自发变形，受到外部约束时，将在砼中产生拉应力，使得砼开裂。引起砼的裂缝主要有塑f生收缩、干燥收缩和温度收缩等三种在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是砼内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。

3.预防混凝土产生裂缝的措施

（1）尽量选用水化热较低的水泥（如普通大坝水泥、 粉煤灰水泥、矿渣大坝水泥及低热膨胀水泥）配制混凝土；或在混凝土中掺人适量粉煤灰；或利用混凝土的后期强度，降低水泥用量，以减少水化热量。

（2）选用良好级配的骨料，提高骨料最大粒径并严格控制砂含水量、石子含泥量，降低水灰比，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。

（3）在混凝土中，掺加缓凝剂、加气剂，减缓浇筑速度，以利于充分散热，或掺入木钙、减水剂，以改善和易性。

（4）避开高温天气浇筑大体积混凝土。必须在热天浇筑时，可采用冰水或深井凉水拌制混凝土，或加大凉堆积高度，或设置简易遮阳装置，并对骨料进行喷水冷却，以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。

（5）分层浇筑混凝土，为加快结构内部热量散发，温度分布均匀，同时也便于振捣密实。浇注层厚度宜小于或等于300m/n。

（6）大体积混凝土适当预留一些孔道，采取人工强迫降温，通冷水或冷气降温。

（7）大型设备基础采取分块分层间隔浇筑，分块厚度1～1.5m，上、下层间歇期5～10d，以利水化热散发和减少约束作用；或每隔20～30 In留1条0.5～1.0m宽的临时间断缝，40d后再用于硬性细石混凝土浇筑，以减少温度收缩应力。

（8）浇筑混凝土后，表面应及时用草袋、秸秆、湿砂等覆盖，并洒水养护。深基础可采取灌水养护，或在混凝土表面四周砌皮砖，进行灌水养护。夏季处于高温高湿环境时，为使混凝土内部持续散热，可根据实际情况延长养护时间；在寒冷季节，可采取必要措施对表面进行保护，防止雨雪天气对结构造成破坏。拆模时，应注意结构内外温差不宜超过20℃，以防止温度骤降造成表面裂缝。基础混凝土拆模后，要及时回填。

4.结语

对于建筑工程建设中的大体积混凝土施工技术的研究现状发展趋势，是随着现代化建设的发展而进行的，大体积混凝土在建筑工程施工中的应用越来越广泛，然而，混凝土结构发生裂缝的现象也是时有发生，仍是长期困扰着建筑工程施工的普遍存在的技术难题之一。如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂与保持混凝土结构密实程度，是一个值得关注的问题。在大体积混凝土施工过程中，为保证混凝土施工质量，在优化原材料和施工配合比、采用切实可行的混凝土浇筑方案、做好混凝土养护和测温等方面采取有效技术措施，坚持管理，完全可以让温度裂缝、施工裂缝等质量通病得到有效的控制。 [科]

【参考文献】

[1]宋功业，鲁平.现代混凝土施工技术[M].北京：中国电力出版社，2010.

[2]仲晓林.大体积混凝土施工规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.