大体积高等级砼的温控防裂技术探讨

刘军

摘 要 高等级砼即是采用高标号水泥，按低水灰比、高水泥用量拌制而成的特殊砼。于大体积高等级砼施工中任一细节的把控不当，均会增大砼的早期收缩使其更易开裂。本文对大体积高等级砼裂缝的诸多所致成因予以全面分析，并在此基礎上探讨了相应的温控防裂举措，与众同仁共享。

关键词M大体积高等级砼;裂缝成因;防裂举措

大体积高等级砼通常是指V>2m3，C>500Mpa的砼。经众多工程实践与国内外研究证明，砼体积越大、等级越高，则越易产生裂缝，而且，在未发现荷载变化的情况下裂缝数量与宽度亦会随着时间推移而增加，可见砼开裂极为复杂。因此，深入剖析裂缝的诸多成因并探究相应防控举措极具实践价值意义。

1大体积高等级砼裂缝的成因分析

1.1 原材料选取不当

（1）水泥。对于大体积建筑物，砼需要达到高等级标准，必然需要采用高标号水泥，受限于材料生产供应以及经济性等原因，一般采购P.O525R普通硅酸盐水泥，水泥含量高、水化热大，水化速率快，大体积高等级砼迅速升温，较大的温度梯度适应不了外界温度平缓变化，使早期温度拉应力将远远大于抗拉强度的增长，不利于大体积砼的温度控制，很容易造成砼的温度裂缝。

（2）骨料。粗细骨料在砼中占比较大，其热学性能对砼内部热量产生着关键影响，高等级砼短时间内温差变化很大，在大体积砼内不易散热，产生的温度应力很大，极易造成砼产生裂缝。

1.2 砼特性引发变形

（1）高等级砼自身的收缩变形率和变形速率都很大，特别在大体积砼结构中，其是产生裂缝的主要原因。

（2）高等级砼水灰比小、水泥用量大，易造成表面速度失去水分，砼拌合物产生塑性收缩;高等级砼早期干缩较大，而干缩扩散速度较慢，引起干燥收缩，是造成大体积砼表面裂缝的主要原因。

（3）高等级砼发热集中在5天之内，在与外界环境热交换下，24小时基本达到温度制高点，特别是掺入的高效减水剂加剧了水泥的水化，大体积砼下绝热温升高，温升收缩变形受到约束，若超过砼的极限抗拉强度拉应力，砼必然产生裂缝。

1.3 砼结构尺寸影响

若高等级砼是梁板柱结构，与外界接触面大，受气候影响大，受基础约束大，抗拉截面小，比较圆形结构释放压力面小，更容易超过极限拉应力造成裂缝。

1.4 施工操作不当

①砼基础开挖误差过大，造成厚薄不均匀，温度应力场不均匀，出现不正常裂缝。②砼浇筑时连续性不强、振捣不均匀不密实，夹杂气泡，造成施工缝或者局部温度应力场紊乱，产生不规则裂缝。③施工中冷却不到位，水、水泥、骨料以及其他原材料温度过高，影响拌合物入仓温度，导致高等级砼与外界温差矛盾更突出，极易产生深度裂缝。④砼养护受施工条件限制或者出于经济考虑，大多工程采取洒水、泡沫保温、湿布袋等方式养护，未采取喷雾设备，达不到外界温度湿度均匀养护效果，对裂缝产生有一定的减轻但不胜理想。

1.5 砼设计龄期过短

普通砼设计龄期一般定在28d，但对于高等级砼如果以28d作为设计龄期必然需要增加水泥用量，水泥量增加导致细骨料减少，不仅降低了抗耐磨性能，更是导致了砼温度升高。因此，对于高等级大体积砼而言，若无技术强制性要求或者建筑物移交使用期限，尽量延迟砼的设计龄期，不仅能降低成本，也能从降低温度本源上起到防裂的作用[1]。

2大体积高等级砼的温控防裂举措

2.1 严选砼原材料

首先，大体积高等级砼所用高标号水泥，应首选水化热低、水化速率小、自身体积收缩小的中、低热水泥，如适当增加525MH的使用比例替代P.O525R，在条件许可时，可通过试验选低热微膨胀水泥。其次，在满足设计指标的条件下，适量掺加硅粉等效水泥，等效系数可取2～5，并将硅粉制作成浆液一并拌和砼。另外，选择强度高、膨胀系数小的骨料，细骨料的含水量要严格控制，并严加控制砼原材料的温度，使砼出机口温度不超设计指标。此外，选择的外加剂不仅要能够降低水灰比，更需要起到减少收缩，特别是早期收缩的目的。

2.2 优化砼配合比

①在满足设计强度条件下，根据现场实际及试验要求，尽可能降低水灰比、减少收缩。②尽可能多使用粗骨料，一般细度模数>3。③合理掺加适量高效减水剂，有效减水和降低坍落度损失。④尽可能掺用优质粉煤灰，降低水泥水化热，缓解砼收缩，改良砼性能，增强砼后期强度，提高抗裂能力，规避水化热造成的温度裂缝。⑤根据现场试验数据确定用砂量，在此过程中应注意施工用砂的含水率，砂率一般控制在28%～34%为宜，若采用泵送浇筑应适当提高砂率至34%～44%。

2.3 规范施工管控

①降低砼出机口温度和浇筑入仓温度，如可通过骨料洒水降温、拌和水加冰等措施降低砼混合料温度，以降低砼表面拉应力，以避免因内外温差过大而导致早期裂缝的出现。②合理采用分层分段浇筑，使内部砼及时散热，且应尽量缩短浇筑时间、控制砼内部温度，提高砼极限抗拉强度。③大体积砼可采取内部提前预埋冷却水循环管等及时降低浇筑后砼内部温度，以减少内外温差而导致的裂缝。④砼振捣应分两次进行，从而有效消除因塑性沉降而导致的内部分层，避免由于沁水而产生的裂缝通道，增加骨料的气密性，提高混凝土强度与抗裂性，有效避免出现混凝土裂缝。复振可于砼浇筑后1～2h内，砼初凝前实施复振，相关数据表明，合理复振能够使砼强度提升5%～10%。

2.4 严抓后期养护

①浇筑仓面须采取成品保护措施，如及时覆盖避免水分过快散失，加强监管防止过早承荷，从而有效减少砼塑性裂缝。②砼养护措施须到位，可采取喷涂养护剂、仓面喷雾、覆盖保湿等外表面保温保湿措施，并安排责任心强的人员负责看护。③在不影响构筑物规范要求、设计功能和使用期限的条件下，适当延长砼强度验收设计龄期，减少因高强度增加水泥量而导致前期裂缝，尽量避免温控裂缝负效用[2]。

3结束语

总而言之，针对大体积高等级砼易产生各类裂缝以致影响结构承荷问题，务须予以绝对重视，须从前期准备至施工作业再至后期维养全阶段对其予以针对性的预防把控，进而竭力规避大体积高等级砼结构的开裂问题。

参考文献

[1] 贾蓉蓉.超大体积混凝土配合比设计优化及裂缝控制技术研究[J].山西交通科技，2019（6）：8-11.

[2] 万加根.桥梁大体积混凝土温控与防裂施工技术应用[J].交通世界，2018（25）：122-123.