大体积混凝土的裂缝原因及对策研究

白琳杨引强

河南工程咨询监理有限公司（450016）

大体积混凝土的裂缝原因及对策研究

白琳杨引强

河南工程咨询监理有限公司（450016）

介绍大体积混凝土裂缝的主要形式及其产生原因，从技术、施工、养护、温度等层面入手，细致深入地分析了控制裂缝的对策，以选择有效的施工技术，充分确保施工质量。

大体积混凝土；裂缝；原因；对策

大体积混凝土具有一系列非常明显的特点，例如水泥用量相对较大，强度等级高，截面体积大。大体积混凝土的这些特点，使得水泥水化热相对偏大，混凝土内部升温速度非常快，无法在一个较短的时间内将热量完全释放出来，和混凝土表明产生很大的温差，最终导致裂缝产生，严重影响到混凝土的质量以及建筑物的质量。鉴于这一方面的原因，怎样有效控制混凝土温度成为施工过程中亟需解决的第一个问题，还是充分确保混凝土质量的关键所在。

1 混凝土裂缝产生的具体原因与形式

大体积混凝土的温度变化过程主要包括3个时期，即温升期、降温期、稳定期。混凝土浇筑以后，在第一个时期中，因混凝土水泥用量大、强度等级高、截面体积大等诸多方面的影响，使其内部升温速度非常快。混凝土的导热性能，使得内部温度随热传导距离呈线性衰减而散发慢。这样大多数水化热就会在浇筑体中积蓄，不能及时向外散发，导致混凝土内部升温太快。这样就造成温度变形。在第二个阶段，受到外部约束力的影响，混凝土发生内胀外缩，随之就形成了温度应力。当混凝土抗拉强度比其温度拉应力小时，那么将产生裂缝。具体来说，大体积混凝土裂缝基本上包括以下几种类型。

1）表面裂缝。浇筑混凝土之后，因其体积较大，其内部水化热温升大，同时非常难以散失，而其表面温度散失速度相对较快，这样就会内胀外缩，使其表层形成一定的拉应力。设混凝土内处于内外温度平均值的点应力是零，则比平均值大的点是压应力，反之则为拉应力。当混凝土表层温度拉应力比其允许抗拉强度大时，就会出现表面裂缝。

2）深层裂缝。混凝土降温需要很长的过程，内部温度场非常复杂，混凝土便产生脱离基础约束区域之外的裂缝，向纵深发展，随后就产生了深层裂缝。

3）贯通裂缝。混凝土在冷却收缩过程中，受到外部约束力的影响,混凝土浇筑体就会挤压基础，基础会对混凝土产生反作用力，也就是拉应力，当该反作用力比混凝土的抗拉强度大的时候，就会产生贯穿裂缝。

总之，上述三种类型的裂缝，均会在很大程度上影响混凝土的性能。为充分确保混凝土质量，必须做好相应的措施，以减少混凝裂缝产生。

2 防止混凝土的裂缝产生的对策

2.1 做好技术控制工作

1）浇筑之前按照混凝土强度和工艺要求、浇筑顺序、环境因素、结构类型等选择合适的配合比，并且还要制订相应的浇筑方案。

2）浇筑前必须准备好所有的保障措施，防止各种突发情况，例如停电等，以保证浇筑工作连续、均匀，防止出现薄弱层面与施工裂缝，对施工质量产生负面作用。

3）浇筑前必须先清理净模板内杂物，还需要浇水润湿。

4）检查对水、电管线，测温导线、预埋件的位置、盘管的设置情况，在测温导线的位置配置临时标志。

5）测量各车混凝土的坍落度，这个过程中必须认真进行记录。

2.2 施工控制

1）施工开始之前，将每一项隐蔽验收工作做到位，尽快掌握天气状况，以防止在不良的天气下浇筑。

2）浇筑前应当提前作好准备，保温设施、原材料、机械、人员必须全部就绪。如果进行连续浇筑，就应当准备夜间照明。

3）基础混凝土浇筑需通过斜面分层或分段分层连续浇筑进行，通过层面散热来减小温度。为避免混凝土自然流淌过大或供应不及时而引起冷缝，需要对其坍落度进行控制，使其自然流淌低于7∶1，同时使其分层厚度处于30 cm范围之内。为确保初凝前被上层混凝土覆盖,控制混凝土初凝时间在2～3 h之内。

4）一定要对振捣工作人员实施培训，使其掌握振捣标准与时间、分层厚度，同时必须认真执行。振捣工作人员必须安排布料，把握布料的时间，禁止在没有振捣结束以前布料。

5）振捣过程中，应当确保振捣点均匀分别。通常情况下，常用振捣棒有效振动半径R处于20～30 cm，因此，每振点的距离是1.5R，大约为50 cm。振捣棒移动间距必须在50 cm以内，振捣棒须插进下层混凝土5 cm，禁忌振筋振模。各个振点的延续时间主要取决于混凝土表面是否出现浮浆，是否不再沉落。为提高混凝土均匀性与密实度，浇筑后20min还需要实施二次复振，防止混凝土由于密实性不好而出现塌陷裂缝。

6）浇筑过程中必须准备1台水泵，尽快将振捣过程中形成的泌水抽掉，避免出现离析。

7）浇筑后，需要在混凝土终凝前人工抹压，收平拉毛后通过塑料膜将混凝土密封，降低混凝土表面收缩龟裂。

2.3 温度控制

1）严格控制原材料,尽可能减小其入模温度。①为降低水泥水化热量，避免出现裂缝，应当使用低水化热的水泥，控制其最小水泥用量。同时，粉煤灰的掺量必须≤15%。②控制坍落度，最好保持在120～160mm范围内，入泵前坍落度损失值必须≤30mm/h,总损失值必须≤60mm。③选择高效外加减水剂降低水泥用量，降低28d龄期混凝土的发热量。④优化骨料级配，提高其粒径，减少水泥用量。⑤骨料预冷。如果用加冰或加冰水拌和的方法无效时，往往会选择骨料预冷的方法。

2）加快散热。①斜面分层浇筑的方式能够提高散热面，使混凝土自然散热。②预埋连通冷却水管，利用盘管冷水循环的方式来降低温度，将热量排出去，使温差降低。浇筑混凝土以后实施湿润养护，养护时间大于一星期，以此来降低由于水分过快散发而引起的表面开裂。

2.4 养护控制

1）浇筑完成以后，为避免塑性收缩与面层起粉而引起开裂，在泌水结束、初凝前需要实施若干次搓压。在终凝之前实施相应的收平拉毛操作，接着盖上薄膜，附以保温材料。

2）养护时间。C60、C60以上、抗渗混凝土等，应确保养护时间≥2周。对普通硅酸盐水泥混凝土，养护时间必须≥1周。

2.5 测温控制

1）施工与浇筑结束14d内，需要定时对混凝土内外温差进行测量。如果温差过大，就需要尽快选择相应的防护策略,避免由于温度应力引起裂缝。

2）确定测温时间、测温点分布。入模温度必须≤30℃，在施工过程中，每班测量次数≥两次。浇筑最大温升必须≤50℃。覆盖养护过程中，混凝土内部和表面温差必须≤25℃。覆盖养护完成或拆模过程中，混凝土内部和表面温差必须≤25℃。浇筑体内相邻两测温点的温差必须≤25℃。降温速率必须≤2℃/d。

①沿浇筑体厚度方向在混凝土底部、中部、表面设置测温点，基础表面内部位、各剖面的测温点宜竖向、横向对齐，间距应当＜1.0m，各剖面横向设置的测温点必须≥4个，间距必须≥0.4m，同时要小于10m。

②一切测温孔都需要编号，测量其表面与内部各个深度温度。

③测量过程中，按照现场的具体状况，可以用预埋式温度计进行检测。测温计放在测温孔面层3mm之下，以避免外界气温的干扰。

④测温的时候，需要按照记录数据将每一个点的变化趋势与断面的温度分布曲线画出来。

⑤测温频率。浇筑后的前4天，也就是在温升期，3～4 h测量1次。降温期的三天之内8d测量1次。第8d一直到测温完成，12 h测量1次。

⑥测温结束时间。在混凝土温度下降，面层下部位和外界温差＜20℃的时候，可以结束测量。

温度控制是做好裂缝防治的基础工作。在施工过程中，需要按照项目具体状况，认真分析，制订合理的方案，从原材料、工艺、施工等诸多角度入手，最大限度地减小内外温差，从而有效地控制混凝土裂缝的产生。

3 结语

为有效防治裂缝产生，应当重点做好技术控制、施工控制、温度控制、养护控制、测温控制等工作，从而提高混凝土质量。