大体积混凝土裂缝防治措施

罗贤章

摘要：随着建筑业的发展，大体积混凝土在工业和民用建筑中的越来越普遍。而绝大多数的大体积混凝土都具有较高的防水要求，因此混凝土裂缝的出现在大体积混凝土施工中往往是致命的缺陷。文章首先对大体积混凝土裂缝成因及影响因素进行分析，进而提出大体积混凝土裂缝防治措施。

关键词：大体积混凝土、裂缝、防治措施

引言：近年来，我国高层建筑和超高层建筑发展十分迅速，在现代工业与民用建筑中，超长、超厚的大体积混凝土日趋扩大和复杂。目前大体积混凝土工程在当今建（构）筑物中应用相当广泛，水工结构大部分工程都应该视为大体积混凝土工程，在工业与民用建筑中，大体积混凝土工程主要出现在连续墙式结构、地下构筑物及设备基础等。这些大体积混凝土结构绝大多数为地下或半地下建筑，具有较高防水要求，因此大体积混凝土的裂缝防止显得更加重要。

一、 大体积混凝土裂缝成因

1 收缩裂缝：大体积混凝土的收缩裂缝是大体积混凝土收缩引起的裂缝。混凝土逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力，当大体积混凝土内部收缩应力大于混凝土分子间抗拉强度极限值时就会出现收缩裂缝。影响混凝土收缩的原因主要有较多，主要有混凝土配合比和混凝土的种类，混凝土配合比是混凝土搅拌用水量和水泥用量比例。用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同，混凝土干缩、收缩的量也不相同。在大体积混凝土中这种现象更加明显，即使水灰比并不高，自身收缩量值也不大，但是混凝土收缩应力与温度收缩应力叠加到一起，就会使应力增大，因此在大体积混凝土施工中应当将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。

2 温度裂缝：由于大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑，浇筑后，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了較大的温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。混凝土温度裂缝出现的主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温度差以及混凝土成型过程中的水化放热使大体积混凝土经历的最高温度和最低温度之间的温度差。

二、 大体积混凝土裂缝形成影响因素

大体积混凝土收缩裂缝和温度裂缝的裂缝产生受较多因素的影响，主要影响因素为：原材料、配合比、混凝土过程控制、环境条件和养护等因素密切相关。原材料和配合比不仅与混凝土的收缩量有关还和混凝土水化热的产生量有关，因此也是影响大体积混凝土裂缝产生的重要原因。混凝土的施工过程也直接决定了混凝土自身强度以及水化热情况，因此也是影响大体积混凝土裂缝产生的重要原因。环境条件和养护等因素是混凝土硬化过程中的外界影响因素，通过改变混凝土的环境因素和养护条件可以有效改变混凝土养护过程中的保水以及温差情况，也是影响大体积混凝土裂缝产生的重要原因。因此在大体积凝土裂缝控制中应当将这些因素作为控制的关键因素，在施工前编制施工方案时应当重点审核这些因素的保障措施，并在施工过程中重点监控。

三、大体积混凝土裂缝防防止措施

1 混凝土龄期措施

为了减少大体积混凝土裂缝的产生，我国施工规范提出：在满足施工期间结构强度发展需要的前提下，对基础大体积混凝土和高强度等级混凝土的结构构件可以采用 60d（ 56d） 或更长龄期的混凝土强度[1]，这样有利于通过提高矿物掺和料用量并降低水泥用量达到降低混凝土水化温升、控制裂缝的目的。在国外工程管理实践中也往往采用类似的方法来减少混凝土用量，从而防止混凝土裂缝的出现。

2 配合比设计措施

再设计中采用中、低水化热水泥可以有效降低大体积混凝土裂缝的产生，此外通过掺加粉煤灰、矿渣粉均可大幅减少水泥用量，从而对裂缝控制起到良好作用。在没有条件掺加矿渣粉的地区，混凝土配合比通常采用单掺配制技术，水泥用量往往较高，混凝土温升往往较大，近年来我国大多数地区已经具备了掺加粉煤灰和矿渣粉的双掺技术条件，大体积混凝土浇筑内部温升已显著减小。所以大体积混凝土设计中采用双掺技术减小水泥用量是大体积混凝土温度控制的最有效途径。通过配合比的合理设计减少混凝土收缩是大体积混凝土裂缝控制的主要技术方法。

3 大体积混凝土入模温度控制措施

在混凝土施工过程中，入模温度控 制对于混凝土裂缝控制显得非常重要，因为入模温度是温升基础，入模温度越低，混凝土内部最高温度就越低，入模温度越高，混凝内部最高温度就越高，因此应当严格控制混凝土入模温度。保障混凝土入模温度不宜大于30℃，最大温升值不宜大于50℃，降温速率不宜大于2.0℃/d。

控制混凝土的入模温度应该从搅拌站开始，首先应当降低原材料的进入搅拌机的温度，在高温季节浇筑大体积混凝土时，控制原材料的温度对降低混凝土入模温度有着重要影响。在国外一般对入模温度控制较为严格，有的工程为了减少混凝土入模温度采用了用冰水拌制混凝土的方法[2]，但在国内一般都不具备采用冰水拌制混凝土的条件，所以采用较常规的减少原材料温度的方法就成为减少混凝土入模温度的主要措施。此外还应当在混凝土运输过程中采取措施防止混凝土在高温天气运输中温度的升高。

4 大体积混凝土养护措施

在混凝土浇筑以后应该采取适当的措施进行养护，为了确保新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，应在12小时内加以覆盖和浇水。对有抗渗要求的混凝土，采用普通硅酸盐水泥拌制的混凝土养护时间不得少于14天；采用矿渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土养护时间不得少于12天。覆盖养护是最常用的保温保湿养护方法。主要措施是： 1.应在初凝以后开始覆盖养护，在终凝后开始浇水（12小时后）覆盖物、麦杆、烂草席、竹帘、麻袋片、编制布等片状物。浇水工具可以采用水管、水桶等工具保证砼的湿润度。在浇筑完成后，12h以内应进行养护；砼强度未达到C12以前，严禁任何人在上面行走、安装模板支架，更不得作冲击性或上面任何劈打的操作。

四、结束语

大体积混凝土施工的关键是防止混凝土开裂。大体积混凝土的裂缝根据裂缝产生原因可以分为收缩裂缝和温度裂缝。导致温度裂缝和收缩裂缝产生的主要原因有：原材料、配合比、混凝土过程控制、环境条件和养护等因素；在施工实践中可以从延长混凝土龄期；合理进行混凝土配合比设计；降低混凝土入模温度和养护方面防止混凝土裂缝的出现。

参考文献：

[1]中国冶金建筑协会. GB50496-2009 大体积混凝土施工规范[S].北京： 中国建筑工业出版社，2009.

[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，2002，1.