姚慧　葛廣鵬　張坤

摘 要：大體積混凝土結構物，經(jīng)常出現(xiàn)很多裂縫?；炷灵_裂在工程建設中是一個普遍存在的現(xiàn)象，裂縫一旦形成，特別是基礎貫穿裂縫出現(xiàn)在重要的結構部位，危害極大，它會降低結構的耐久性，削弱構件的承載力，同時會可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大體積混凝土的開裂，是一個值得關注的問題。文章從混凝土內部溫度分布情況及其變化規(guī)律著手，分析了大體積混凝土施工過程中裂縫產(chǎn)生的原因，并提出相應的防控措施。

關鍵詞：大體積混凝土；裂縫；原因；防控措施

隨著我國建筑市場的快速發(fā)展，大型建筑工程也變得越來越多，一些建筑物的基礎（箱形基礎或筏板基礎）都有厚度較大的鋼筋混凝土底板，就會出現(xiàn)大體積混凝土（混凝土結構物中實體最小尺寸大于或等于1m的部位所用的混凝土稱為大體積混凝土），而大體積混凝土硬化時要釋放出大量的水化熱，使混凝土內部溫度過高，由于混凝土內部溫度與外界環(huán)境溫度之間存在溫差，經(jīng)常出現(xiàn)很多裂縫。

1 大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，原材料不合格（水泥安定性不良或骨料中含泥量過多），施工方法不合理，基礎不均勻沉降等，歸納起來主要有以下幾點：

1.1 溫度應力引起裂縫（溫度裂縫）

溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由溫差造成的。水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結構斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，所以水泥產(chǎn)生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發(fā)出去，以至于越積越多，使內外溫差增大，產(chǎn)生溫度應力。水化熱產(chǎn)生的混凝土內部最高溫度，多發(fā)生在澆筑后的最初3 天至5 天，以后逐漸降低。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關。

1.2 混凝土收縮引起裂縫

混凝土中約20%的水分是水泥硬化所必需的，而約 80%的水分要蒸發(fā)，多余水分的蒸發(fā)會引起混凝土體積的收縮?；炷潦湛s的主要原因是內部水分蒸發(fā)引起的混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，在混凝土內部產(chǎn)生很大的收縮應力，導致混凝土的開裂。

1.3 約束條件的影響

大體積混凝土與地基澆在一起，早期混凝土溫度上升時，混凝土膨脹受到地基約束會產(chǎn)生壓應力；當后期溫度下降時，混凝土收縮 受到地基約束便會產(chǎn)生拉應力。由于混凝土的抗壓性能優(yōu)于抗拉性能，所以在受壓時一般不會出現(xiàn)裂縫，而在受拉時，當拉應力大于混凝土的抗拉強度時，就會在混凝土中出現(xiàn)垂直裂縫。

2 大體積混凝土裂縫的防控措施

2.1 優(yōu)選原材料

水泥應盡量選用水化熱低、凝結時間長的水泥，大體積混凝土施工中優(yōu)先采用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥等。另外，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細度適當減小，因為水泥的細度會影響水化熱的放熱速率，試驗表明比表面積每增加100cm2/g，1d的水化熱增加17J/g～21J/g，7d和20d均增加4J/g～12J/g。合理選用水泥是控制溫度裂縫的有效措施。

2.2 優(yōu)化配合比

選用良好級配的骨料，降低水灰比，可減少水泥用量，還能提高混凝土強度。摻粉煤灰可替代部分水泥，既可降低水泥用量，減少水化熱，且由于粉煤灰的水化反應較慢，可推遲放熱高峰的出現(xiàn)時間；摻加一定用量外加劑，能減小混凝土收縮開裂的機會，外加劑對混凝土收縮開裂性能有以下影響：（1）減水劑對混凝土開裂的影響 減水劑的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的減少對防止開裂是十分有利的。（2）引氣劑對混凝土開裂的影響 引氣劑在混凝土的應用對改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在這里值得注意的是：外加劑不能摻量過大，否則會產(chǎn)生負面影響。

2.3 控制砼出機溫度和入模溫度

采取措施降低原材料溫度，如在原材料堆場搭設簡易遮陽裝置，必要時向骨料噴射水霧或使用前用冷水沖洗，降低砼出機溫度，從而降低大體積砼的總溫升值和減小結構的內外溫差。調整澆筑時間，避開在太陽輻射較高的時間澆注，以免因暴曬而影響質量。澆注盡量安排在夜間進行。

2.4 設置構造鋼筋

構造鋼筋能有效抵抗拉應力，防止混凝土因抗拉強度不高而開裂。

2.5 采用合理的施工方法

大體積混凝土澆注要求分層、分段進行，分層流水振搗，盡可能采用薄層連續(xù)澆筑法，使水化熱在澆筑時便于散發(fā)，同時要保證上層混凝土在下層初凝前結合緊密，避免產(chǎn)生冷縫從而提高結構整體性和抗剪性能。澆筑順序應根據(jù)具體工程結構確定，通常按該工程項目劃分表的單元工程進行劃分。在澆筑過程中，應遵循“同時澆搗、分層推進，一次到頂，循序漸進”的成熟工藝。

2.6 加強后期養(yǎng)護

養(yǎng)護主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內表溫差，促進混凝土強度的正常發(fā)展，防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。溫度控制就是對混凝土的澆筑溫度和混凝土內部的最高溫度進行控制。在混凝土養(yǎng)護階段的溫度控制應遵循以下幾點：（1）混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應小于20℃；當結構混凝土具有足夠的抗裂能力時，不大于 25℃-30℃。（2）混凝土拆模時，混凝土的溫差不超過20℃。其溫差應包括 表面溫度、中心溫度和外界氣溫。（3）采用內部降溫法來降低混凝土內外溫差，在混凝土結構內部預埋冷卻水管，通過冷水循環(huán)進行冷卻。（4）保溫法是在結構外露的混凝土表面覆蓋保溫材料（如 草袋、鋸木、濕砂等），以控制混凝土的內外溫差小于20℃。

本工程基礎砼的養(yǎng)護采用保溫蓄熱養(yǎng)護，在砼表面壓光，混凝土初凝后隨即用塑料薄膜進行覆蓋，待混凝土終凝后，在薄膜上覆蓋阻燃草簾，澆水保濕養(yǎng)護。通過對砼溫度和應力的監(jiān)測，如發(fā)生溫度偏差大于控制指標（溫差>25℃）則立即采用蓄水法養(yǎng)護。

3 結語

大體積混凝土的開裂是目前工程界關注的一個重要問題，根據(jù)大體積混凝土的性質，結合施工現(xiàn)場的實際情況、施工條件，采取優(yōu)選原材料和優(yōu)化混凝土的配合比，并按照大體積混凝土施工要求，采用合理的施工方法。編制好施工方案，做好充分的施工準備，并嚴格按照施工方案組織施工，同時做好混凝土的振搗、抹面及養(yǎng)護，結合多種預防處理措施，加強現(xiàn)場協(xié)調與管理工作，通過對原材料和施工工藝兩個方面的控制，就能有效的防止裂縫的發(fā)生，保證大體積混凝土的施工質量。

參考文獻

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