大体积混凝土施工技术分析和裂缝预防措施

邵建国 （福州三桥建筑工程有限公司，福建 福州 350007）

0 引 言

随着城乡建设的迅速发展，高层建筑结构非常普遍，支撑它们的自然少不了大体积混凝土。这种混凝土由于原料丰富、价格经济、耐久性好、抗压性强、等级方位宽等优点，受到了施工单位的欢迎。然而，施工过程中如果不注意对施工技术进行把控，则容易导致混凝土受温度应力影响或者自身收缩等原因产生裂缝，进而影响建筑结构的受力性能和质量安全。因此，在大体积混凝土的施工上，施工单位必须采取有效的措施对施工的每个环节进行把控，以改善这一问题。

1 大体积混凝土施工技术的特点分析

大体积混凝土可定义为：混凝土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。[1]

它与普通的混凝土有显著的区别，且无论在体积、性能或者施工技术上都有比较特殊的表现，其主要的特点可从断面尺寸、气温、结构等几部分来加以分析。首先，大体积混凝土水泥使用量非常大，断面尺寸会比较大，这是由于混凝土浇筑之后水化热产生收缩应力和温度应力，当这些应力大于混凝土的承受能力时，会产生裂缝，给混凝土质量带来危害。其次，从材料自身特点来讲，大体积混凝土是一种脆性材料，抗拉强度低，容易产生不同程度和不同形式的裂缝，加之结构中配筋很少，这些都容易引起质量问题，需要引起施工人员的重视。

2 大体积混凝土裂缝的成因分析

大体积混凝土产生裂缝，是工程中最容易出现的质量问题之一，其产生的原因不仅受外部因素影响，也跟材料自身及施工技术有非常大的关系。裂缝成因通常有以下几方面。

2.1 原材料不合格产生的裂缝

在施工前进行原材料选择时，很多施工单位往往为了降低成本，没有按照混凝土工程的具体情况和设计要求来进行材料的选择。比如采用不合适标号的水泥导致水泥的用量变大，也增大了产生裂缝的机率；水泥硬化后，若发生不均匀的体积变化容易膨胀裂缝，这就要求必须选用体积安定性好的水泥。集料含泥量过大、集料颗粒级配的情况不佳、粗集料里面针片状的含量较高等因素， 都容易导致混凝土收缩增大进而产生裂缝。此外，钢筋锈蚀也容易导致裂缝。混凝土在腐蚀的环境中容易与空气中的二氧化碳产生化学反应生成碳酸钙与水，减小碱度，使得钢筋容易被锈蚀，进而导致裂缝产生。

2.2 温度应力产生的裂缝

温度应力裂缝是由于内外温度不同将产生温差和温度应力。混凝土在硬化过程中，水泥的水化产生的大量热量使混凝土浇筑体内部温度变化剧烈，而混凝土表面受外界环境温度影响温度较低，内外的温差产生温度应力，当温度拉应力比混凝土的抗拉能力要大的时候，就容易产生裂缝。

2.3 碱骨料反应产生的裂缝

碱骨料反应是水泥基材料的主要耐久性问题之一。它是指在合适的湿度下，水泥中碱性氧化物含量和骨料中的活性成分产生化学反应，生成具有吸水膨胀性能产物在骨料表面，吸水之后体积迅速膨胀从而产生混凝土裂缝。

2.4 浇筑工艺不足产生的裂缝

浇筑混凝土之时，施工方法不规范或者振捣不善，就容易产生裂缝。在浇注混凝土前，如若未对模板和垫层进行洒水或者洒水量不够，则会产生塑性收缩，造成裂缝。多次抹面则容易造成混凝土的细骨料浮于混凝土的表面，产生水泥浆层，浆层一旦收缩，表面就容易产生裂缝。此外，混凝土的强度不达标，拆模的时候过于太早，未终凝的情况下进行加荷等，皆能引起混凝土的弹性变形，导致裂缝产生。

3 预防大体积混凝土裂缝产生的有效措施

为了从源头上控制大体积混凝土的质量水平，需要施工技术人员对混凝土结构中的裂缝成因进行深入研究，对大体积混凝土施工中各个环节进行重点把控。

3.1 对基础材料进行优化选择和设计

为保证大体积混凝土施工的施工质量， 需严格要求基础材料的使用。施工前不仅需要对集料颗粒进行严格选择，还应注意选用恰当的水泥用量，掺合料的选择也要争取最佳，这样才能有效预防裂缝的产生。

3.1.1 粗、细集料的选择

对细集料的选择时，要注意选择含泥量小、级配、良好，质地坚硬， 且粒径≤5mm 的河沙粒。 粗骨料要注意选择质地坚硬、针片状含量要少并且级配良好的材料。有条件的可进行碱活性试验。所有集料根据规格分别堆放集料，不能混杂在一起。

3.1.2 水泥的选择

在进行水泥的选用时，主要原则就是：强度达标、收缩小、易性好，同时尽量做到材料的节约。验收水泥时，需重点留意品种、强度、证明文件和出厂时间等。如果水泥受潮或存放时间过长，需重新取样做检验并根据复验结果进行使用。

3.1.3 混凝土强度的选择

混凝土强度等级按照结构要求应适中。一般来说，混凝土材料等级越高，脆性越大，也就更容易开裂。所以，在进行混凝土强度的选择时，一定要避免早期强度过高。

3.2 对施工中各工艺环节进行技术控制

大体积混凝土施工质量的好坏，不仅受到原材料质量和配合比成分等因素的影响,施工过程中混凝土浇筑、振捣、检测、养护等工序都直接影响着工程质量。施工技术人员应严格遵照技术规范，对施工各环节进行技术控制，以确保混凝土施工质量。

3.2.1 混凝土浇筑

混凝土浇筑技术水平的高低决定了施工质量的好坏。 科学的浇筑应采用分层、分段进行并计算好时间，保证浇筑时不能有间断，从而尽快减少内外温差，避免施工缝或冷接缝的产生。

浇筑时应注意：①使用混凝土泵操作。在浇筑起始时，施工人员需熟练掌握浇筑工艺、构件截面等各种情况，从而合理选择混凝土配合比和坍落度与砂率。正常来说，施工中基础与楼板还有屋面用的坍落度应当在120mm，柱、墙用的混凝土坍落度应当在150mm。②施工前将一定的水注入混凝土泵里面打湿泵壁以预防混凝土泵阻塞，操作完成之后将水泥砂浆和混凝土骨料倒入混凝土泵里面，使用材料比率为1：2。浇筑顺序依次为核心筒墙、柱、梁、板等。在浇筑时应连续浇筑，间隔时间不得大于20min。用混凝土泵进行浇筑时应避免在同一个地方进行浇筑，务必平移动泵管。③完成混凝土浇筑2h～3h 以后进行表面处理，必须在使用平模把混凝土的表面抚平之后，再用木模进行抹压，等混凝土完全收水了，再次进行第二抹面，最后覆盖塑料薄膜。④浇筑地下室的顶板时，要根据地下室超大型长无缝混凝土的施工方案，进行和它互相适合的浇筑，进行2～3次的抹平与抹压。

3.2.2 混凝土振捣

大体积的混凝土的振捣也是施工技术中重要的环节。施工时，应在混凝土泵每个浇筑带前后进行振动棒的安装。前置振动棒能够对下部的混凝土密实起到保障作用，要在底排的钢筋混凝土坡脚处进行安装，后置振动棒能够捣实上部的混凝土，应于混凝土的卸料点进行安装。在进行浇灌振捣的时候，应于振动界限前进行第二次振捣，以排除混凝土泌水和内部气泡，避免在粗骨料、水平钢筋下部生成水分和空隙，使混凝土与钢筋的握裹力得以提高，使混凝土密实度增高，最终使抗裂性得以提高。振捣时间应根据混凝土的坍落度来计算，避免过振或者漏振， 当混凝土的表面出现浮浆且不往下沉就可以停止振捣。

3.4 大体积混凝土的温度监测和养护

对施工温度进行检测可有效地避免混凝土温度裂缝的产生。施工时，在混凝土强度达到要求的情况下，可以适当减少水泥用量以降低混凝土的入模温度，尽量减小温度应力产生的不利影响，从而减小混凝土产生裂缝的机率。实践中发现，通过在砂石料场处的运输设备上方设置遮阳装置，并在混凝土中埋置水管，通入冷水，也可显著降低混凝土浇筑温度。施工中对混凝土的温度监测应不少于20d。 从浇筑起至撤保温，混凝土的内外温差应严格控制不超过20℃左右， 混凝土表面跟外部环境温度不得超过25℃。冬季施工时应确保混凝土入模温度不低于5℃。

大体积混凝土在浇筑完成12h～18h 后，混凝土达到一定强度时进行洒水养护，以减少外界高温的影响，避免温度裂缝的产生。大体积混凝土养护时间不得少于14d，若有特殊要求，可根据实际情况适当延长养护时间。

4 结 语

大体积混凝土技术在建筑工程中应用广泛，必须予以高度重视。当前大体积混凝土施工技术中存在的问题还有很多，欲提高大体积混凝土的施工技术，一定要注意发现并总结经验改善施工中的问题，优化混凝土的配合比，加强浇筑工艺的改善，切实控制好混凝土的温度等，皆可使混凝土裂缝的形成减少，进而使建筑工程的基础更加牢固。

[1]GB50496-2009,大体积混凝土施工规范[S].北京：中国计划出版社,2009.

[2]刘亮.浅谈大体积混凝土施工技术及预防措施[J].科技致富向导,2012(26).

[3]赵学良.谈大体积混凝土施工技术及预防措施[J].山西建筑,2014(5).

[4]蒋尔昌,王智,叶建.大体积混凝土浇筑施工产生裂缝预防措施[J].中国新技术新产品,2015(1).