浅议大体积砼施工裂缝控制对策研究

雷剑波

摘要：大体积砼工程体积庞大，一次性混凝土浇筑量大，工程条件复杂，极易产生各种裂缝，如何减少和避免裂缝的产生是施工者工作的重点。本文分析了大体积砼施工裂缝产生的原因，并概述了施工裂缝的控制对策。

关键词：大体积砼；施工裂缝；控制对策

中图分类号： TU37文献标识码： A

一、大体积砼施工裂缝产生的原因

（一）施工材料的影响

1、骨料粒径

为了满足大体积砼的泵送要求，泵送大体积砼都采用粒径较小的骨料，有的还会减少粗骨料的用量，这样就导致了单位水泥用量和拌合水量比普通大体积砼多，而在大体积砼中粗骨料是制约水泥石收缩的主要成分，因此粗骨料的用量少，水和水泥用量多这三种因素加到一起又增加了大体积砼的收缩量，使裂缝产生。

2、外加剂

现在的施工中不可避免的就会使用外加剂，而外加剂兼有减水、缓凝等综合作用的高效复合外加剂，由于缺少外加剂对大体积砼影响上午系统理论研究，所以如果不能科学的控制外加剂的加入，就会在一些部位形成薄弱环节，在外力的作用下很容易产生裂缝。

3、配合比因素

配合比不合理，施工过程控制不规范是表面裂缝产生的主观原因。配合比决定了混凝土的各项工作性能，在实验室的试拌过程中未考虑现场的条件差异，对原材料不作选择，水灰比过大，计量的偏差都将造成混凝土开裂。在实验室的试拌过程中由于控制了操作室的温度及湿度，混凝土从搅拌到入模都处于一种较为理想的环境中。而在现场，温度与湿度将难以控制，导致混凝土施工中水泥的水化过程受到影响，产生分层离析，这是产生表面裂缝的环境因素。在施工过程中用水量的随意性，致使混凝土产生离析浮浆，产生表面裂缝。搅拌时间的不足也是产生表面裂缝的人为因素。

（二）浇筑因素

混凝土在强度形成初期的浇筑及塑性阶段，水化热聚集在结构内部，由于导热性差，不易消散，使温升剧烈，出现内外温差，在表面产生拉应力，当混凝土早期拉强度不足时，即在表面产生裂缝。而在硬化后期，水化温升达到峰值后开始降温，内外降温速度不同，因而造成较大温差收缩，当受到边界条件约束时，易在临界面产生裂缝。如大体积砼基础浇筑在硬基层上的连续墙体等。最典型的是高层建筑基础底版等大体积混凝土，其厚度多在1.0～2.5m间，其最高温升发生在中心部位，3d左右可达峰值，最高可至70摄氏度以上，而上表面的温升峰值最低，最先达峰值，降温则比中心快数倍，造成温差明显而冷缩大。

（三）养护因素

砼浇筑成型后，养护工作不到位，没有及时地进行表面履盖，表面水份散失过快，导致砼内部与外部不均匀收缩。

二、大体积砼施工裂缝控制对策

（一）大体积混凝土材料控制

1、骨料

对于粗骨料来说，应该尽量扩大粗骨料的粒径，因为粗骨料的粒径越大，级配就越高，孔隙率越小，总表面积越小，每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越少，水化热也就随之降低，对防止裂缝的产生有着积极的作用。对细骨料的选择而言，宜采用级配良好的中砂或者是中粗砂，最好选用中粗砂，因为其孔隙率小，总表面积小，能够减少混凝土的用水量和水泥用量，减少了水化热，对裂缝的产生有一定的控制作用，另一方面，还要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收缩变形就越大，产生的裂缝就越严重，因此，选用细骨料时尽量选用干净的中粗砂。

2、外加剂的添加

大体积混凝土掺加减水剂等可以降低混凝土拌合物的用水量，改善混凝土的和易性，从而可降低水化热且能提高水泥水化率，提高混凝土表面的抗拉强度，阻止混凝土表面裂缝的产生。目前国内掺加的外加剂一般选用木质素磺酸钙，减水剂的掺量经试验确定。掺加适量的粉煤灰可以降低水泥用量，提高混凝土的密实性和强度，有利于降低混凝土的水化热，是大体积混凝土常用的掺和料。掺用的粉煤灰不应低于Ⅱ级，以球状颗粒为佳，掺量经试验确定。

3、配合比的优化

大体积混凝土配合比设计应符合现行国家标准《GBT_50496-2009 大体积混凝土施工技术规范》。①采用混凝土60天或90天强度作为指标时坝将其作为混凝土配合比的设计依据。②所配制的混凝土拌合物到浇筑工作面的塌落度不宜大于160mm。③水泥用量不小于300Kg/m3不大于380Kg/m3掺入掺合料时水泥用量不小于280Kg/m3。用水量不宜大于175Kg/m3。④粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料用量的40%，矿渣粉的掺量不宜超过胶凝材料用量的50%，粉煤灰和矿渣粉掺合料的总量不宜大于混凝土中胶凝材料用量的50%。⑤水胶比不得大于0.50。⑥ 砂率宜为38%-42%。⑦拌合物泌水量宜小于10L/m3。⑧在混凝土制备前，应进行常规配合比试验，并应进行水化热、泌水率、可泵性等对大体积混凝土控制裂缝所需的技术参数的试验。

（二）混凝土浇筑与振捣

混凝土的浇筑按混凝土自然流淌坡度、连续逐层推移、一次到顶的方法进行。混凝土浇筑过程中，每层混凝土初凝前都确保被上层混凝土覆盖，保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间，避免施工裂缝出现。大体积混凝土浇注常采用的方法有以下几种：全面分层。即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层。这种方案适用于结构的平面尺寸不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑；分段分层。先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程；斜面分层。要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。

为确保混凝土的均匀和密实，提高混凝土的抗压强度，要求操作人员加强混凝土的振捣，插点均匀排列，按顺序振实不得遗漏，振捣期间距宜取300mm，时间15－30秒为宜，不宜过振，以表面呈现浮浆，平整和不在沉落为准，为了能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，尚须进行二次振捣以提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，增加混凝土的密实度，使混凝土的抗压强度提高，从而提高混凝土的抗裂性，一般间隔20－30分钟进行二次复振，或者是在混凝土经振捣后尚能恢复塑性状态的时间

（三）温控措施

1、控制大体积砼混凝土浇筑温度

混凝土从搅拌机出料后，经过运输、泵送、浇筑、振捣等工序后的温度称为混凝土的浇筑温度。由于浇筑温度过高会引起较大的干缩，因此应适当地限制混凝土的浇筑温度，一般情况下，建议混凝土的最高浇筑温度应控制在40℃以下。

2、控制混凝土出机温度

为了降低大体积混凝土总温升和减小结构的内外温差，控制出机温度是很重要的。在混凝土的原材料中，石子的比热较小，但其在每立方米混凝土中所占的质量较大。水的比热最大，但它在混凝土中占的质量却最小。因此，对混凝土的出机温度影响最大的是石子和水的温度，砂的温度次之，水泥的温度影响最小。针对以上的情况，在施工中，为了降低混凝土的出机温度，应采取有效的方法降低石子的温度。在气温较高时，为了防止太阳的直接照射，可在砂、石子堆场搭设简易遮阳装置，必要时，须向骨料喷射水雾或使用冷水冲洗骨料。

3、采用冷却水管控制温度

砼入模温度不宜大于22℃，最大不得超过25℃,可采用在承台中部预埋一层冷却水管，然后通过管道系统输入循环水来降低砼温度的方式。水管采用薄壁铁，砼浇筑到铁管标高后，即开始通水，直至砼温峰值过后停止通水，停止通水时间由测温结果确定，通水流量应达到15 L/ min，然后根据测温结果决定是否加大流量。浇筑砼时在承台中心线处预埋测温孔，砼浇筑完成后放置温度计进行测温，测温由专人执行，直至砼内部与砼表面、砼表面与大气温度之差均在20℃内后，停止测温。测温同时应检查混凝土表面情况并做记录，观察裂缝、检查混凝土表面是否缺水、塑料布是否覆盖严，测温后应注意覆盖测温孔，同时测大气温度、室外温度及周围环境温度，在每昼夜至少定时定点测量三次，并把测温记录及时反馈给技术负责人以便及时发现问题，采取相应的技术措施，如加大冷却水流量或增加保温层。

参考文献

[1]陈永宏.大体积混凝土施工技术探讨[J].中国城市经济,2011.（15）.

[2]徐丹.浅议大体积砼施工裂缝控制对策研究[J]. 致富时代：下半月, 2011(11).