针对大体积混凝土裂缝现象分析及应对措施研究

■郭红滨 ■中钜建设集团有限公司，浙江 杭州 310016

随着我国当今一直提倡城镇化发展，很多城市都开始大兴土木建设。伴随着的也是大体积混凝土在很多建筑基础行业的使用越来越广泛。尤其在大型设备基础和高层建筑基础厚筏底板中的应用尤为广泛。而很多施工单位针对大体积混凝土的施工技术研究也不断完善。但是，也出现了很多施工单位一味的套用经验及技术手段，对大体积混凝土施工中的检测、浇筑、保温等等环节放松了监管。这也是致使很多施工技术措施与项目实际情况不相符合，最终出现一些技术上的偏差，从而出现了混凝土开裂现象。而我国针对大体积混凝土的质量控制一直有着很高的要求，这也就强制性的要求施工单位必须高度重视大体积混凝土的抗裂问题，严格保证施工质量。

1 常见的大体积混凝土裂缝形式

常见的大体积混凝土裂缝形式有4 种。分别为泌水现象、干燥收缩裂缝、温度裂缝及施工冷缝［1］。(1)泌水现象主要是因为在混凝土浇筑过程中，上下层混凝土的浇筑间隔时间过长，导致各分层之间产生泌水层，进而影响混凝土层之间黏结度。(2)干燥收缩裂缝现象主要是由于混凝土内部游离状态的水分会在其硬化过程中逐渐蒸发，而出现的干燥收缩现象。这种收缩力如果大于混凝土本身的抗拉强度时，则会出现由外及里的干裂现象［1］。(3)温度裂缝是指由于混凝土在水化过程中会释放大量的热能。这种热能如果没有较好的降温措施进行降温的话，就会导致混凝土内外部温差过大，从而形成温度应力。如果温度应力大于混凝土本身的抗拉强度时，便会出现裂缝现象。一般以水泥用量在350～550 时就会释放大约1.75 ×104～2.75 ×104kj 的热量。这就使得在其基础上会增加35℃左右的温度。(4)施工冷缝是指在混凝土浇筑过程中，没有把握好分层浇筑的间隔时间。或者是因为操作失误、设备故障等等原因造成的不能连续浇筑，从而出现裂缝。

2 影响混凝土裂缝的因素

2.1 混凝土配筋率

在大体积混凝土施工过程中，钢筋的布置方式和钢筋率的大小对混凝土因收缩应力而造成的裂缝现象影响很大。但是很多施工单位对这一影响混凝土出现裂缝的诱因并没有足够的重视。

2.2 浇筑温度

我国《混凝土结构工程施工及验收规范》中［2］明确要求在室外温度不能超过28℃情况下沿一定高度均匀上升分段、分层进行浇筑混凝土。而在夏天由于温度很高，浇筑过程中混凝土凝结也较快。据有关资料分析，通常在30℃浇筑混过凝土要比20℃时凝结速度快上一个小时左右。所以，国外很多国家对夏季浇筑混凝土的温度有着明确的规定:日本要求30℃，而美国和德国分别要求在32℃和30℃。一般针对实测室外温度及运距和转运次数、浇筑捣固时间、混凝土泵送距离可以较好的计算出合理的浇筑温度［3］。但是很对施工单位往往会忽略混凝土入模及入模时室外温度。具体参照一下公式。

公式中Tr，Q，W，c，p，m，r，e 的分别是指r 龄时期的混凝土绝热温升;水泥水化热量(kJ/kg);混凝土水泥用量(kg/m3);混凝土比热，一般取0.97kJ/kg·K;混凝土密度，一般取2.4 ×103kg/m3;随水泥品种而异;混凝土龄期(d);常数2.718.

2.3 温差控制

在混凝土浇筑完成后，相关人员要及时的进行混凝土养护工作［3］。按照设计要求对混凝土进行参考气候变化进行控温工作。如果设计资料没有明确温度控制参数，可以参照一般在25℃以内。也可以通过参照混凝土配比参数、水化放热量、容重、水泥用量、比热及浇筑厚度计算出混凝土的绝热温升和混凝土内部温度。

2.4 原材料的选用

在原料的选用上:粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥。外加剂宜采用缓凝剂、减水剂;掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等。

3 工程实例

本工程实例选取地下室底板总面积约4000m2的浙江某国际大厦。其总混凝土量约7000m3;其中主楼约3300m3，面积约1300m2，底板厚2.6m，混凝土强度等级C30。本工程施工要求为连续性浇筑，且属于大体积混凝土浇筑［4］。

4 防裂应对措施

4.1 温差控制

我们知道温差裂缝主要就是因为大体积混凝土在水化凝结过程中释放大量热能，散热过程中就会产生温差效应，则会导致因温差引起的混凝土表面干裂。一般我们常说的温差分为两个层面。一种是混凝土内部与自然温度温差，一种是混凝土内部与表面温差［2］。所以在施工中控制温差就成了在施工中要重点考虑的因素。本工程将温差控制在30℃能够保证质量。

4.2 材料选择

本工程原材料上选用水化热较小的425#矿渣水泥，同时混凝土强度采用60d 的标准强度。为降低水化热，尽量降低单方水泥用量，也可以掺加磨细粉煤灰［3］。一般单方水泥用量不超过360kg/m3。而一般掺量70～80kg 粉煤灰就可以减少60kg 的水泥用量，有效降低内部温度5～6℃。可以有效增加混凝土的可泵性。选用优质的混凝剂用以减少水剂。外加剂不仅可以增加混凝土的易和性，还可以减少用水10%左右，增加可泵性，缓延混凝土凝结时间。一般要求缓解凝结时间在10h 以上，用以减少出现冷缝的可能。

4.3 混凝土的温升验算

根据上述公式计算得出内外温差控制在30℃，覆盖温度应在43.5℃以上。

4.4 混凝土温度控制

本混凝土原材料中石子约占45%～50%，水量较小，但是比热较大。那么就必须严格控制石子和水的温度。首先，避免砂、石在阳光下暴晒，在集料斗处用冰水冲石子降温。搅拌用水控制在10℃以下。其次，避免泵车停靠在阳光直射下，并用麻布对运输车筒体和水平输送管进行包裹，并经常浇水降温。

4.5 保温控制

在混凝土浇筑到一定标高后，要及时的有专人负责用塑料薄膜覆盖，外加3 层草袋进行保温控制。这种养护措施可以有效的减少水分蒸发和保温控制，用以减小温差。而在泌水结束过程后也要不断的进行多次搓压。这种措施可以较好的控制面层起粉和塑性收缩［4］。最后一次搓压时可以采用、掀开、搓压、覆盖相互配合同时进行。此工程混凝土的搅拌温度在搅拌温度和入模温度分别控制在25℃、35℃以下，可以保证质量。

4.6 钢筋布置

本工程钢筋布置采用“井”字形钢筋暗粱方案，上下部位采用多层钢筋网布置，中间加设一层Φ12 的钢筋网，并有7.8mx7.8m 的井字暗梁。这种设计方案可以有效的控制温度应力及收缩应力带来的破坏。

5 结束语

通过工程实例分析后，通过优化混凝土配合比、对原材料进行严格监管和施工后的保温工作可以在一定程度上控制大体积混凝土裂缝现象的产生。同时钢筋率的控制和布置方案及混凝土外加剂的使用也对大体积混凝土的抗裂性有很大的影响。同时在施工中严格按照设计要求，各部门严格履行职能，增加施工人员业务培训也对施工质量有着重要的推动作用。

［1］杨俊华，胡杰.大体积混凝土裂缝控制技术初探［J］.淮海工学院学报(自然科学版)，2002(02).

［2］高越美.混凝土裂缝解析与防治［J］.青岛大学学报(工程技术版)，2002(02).

［3］鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展［J］.混凝土，2002(05).

［4］敬相海，肖保怀，姜涵.大掺量粉煤灰水泥混凝土性能研究［J］.混凝土，2002(01).