關鍵詞：大體積混凝土; 裂縫; 防控措施

　　Abstract: with the construction technology continues to improve, the mass concrete construction more and more used in residential construction, bridge construction, stadium construction, water conservancy construction. The topics described the causes of cracks and how to solve the crack problem.

　　Key words: mass concrete; cracks; prevention and control measures

　　中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：

　　前言

　　現代建筑物的規模越來越大，高度也逐漸變高，大體積混凝土使用也成為普遍現象。在施工過程中把握好混凝土的質量尤為重要。現在我國對大體積混凝土還沒有比較規范的定義，但在業界人士中絕大部分認為大體積混凝土的實體截面尺寸應大于等于1m。

　　一、大體積混凝土裂縫類型及裂縫產生原因分析

　　(一)裂縫產生的原因

　　大體積混凝土的表面系數比較小，結構截面比較大，水泥用量比較多，當混凝土澆注后，水泥就會散發出大量的水化熱，它們的熱量凝聚在一起，促使混凝土溫度急劇升高。由于混凝土本身具有散熱慢、體積大、導熱性差的特點，致使混凝土內部熱量難以散發，外部則散熱比較快。依據熱脹冷縮的原理，結構自身約束由伴隨溫度變化引起的建筑物體積變化產生應力，一旦拉伸應力>抗拉強度則混凝土產生裂縫。

　　(二)根據裂縫深度不同的劃分

　　大體積混凝土出現的裂縫深度有所不同，我們以裂縫深度為標準大致可分為貫穿裂縫、表面裂縫、深層裂縫。

　　表面裂縫是由于混凝土表面散熱比較快，越往內部散熱越慢，逐漸形成了溫度梯度，使混凝土表面產生拉應力，內部產生壓應力，當拉應力的強度超出了混凝土的本身抗拉強度就會產生表面裂縫。

　　混凝土出現表面裂縫，不嚴加控制形成深層裂縫，最終切斷了結構的斷面，成為貫穿裂縫。它嚴重的破壞了結構的耐久性、防水性，影響到結構的正常使用，危害性不可小視。貫通裂縫是由于大體積混凝土水化熱量積聚到一定的高度后，混凝土開始降溫后會引起它的變形，加上混凝土的失水造成的體積收縮變形，受到地基和其它結構邊界條件的約束時引起的拉應力。當超過混凝土抗拉強度時就產生了貫通整個截面的裂縫。

　　(三)通常所見裂縫的劃分

　　在大體積混凝土結構上比較常見的裂縫有黏著裂縫、水泥石裂縫和鋼筋骨料裂縫三種。黏著裂縫指的是鋼筋與水泥石黏接面上的裂縫，主要出現于鋼筋的周圍。水泥石裂縫指的是水泥漿中的裂縫，通常在鋼筋與鋼筋之間出現;鋼筋骨料裂縫指的是鋼筋或者骨料自身產生的裂縫。把這三種相比較，第三種出現的頻率比較低，前兩種比較常見。它們的出現極大影響著混凝土本身的物理學性質，必須予以控制。控制大體積混凝土開裂一定要抓住兩個方面，一方面要把混凝土的抗拉強度提高，另一方面控制溫度應力要小于混凝土的抗拉強度。

　　(四)裂縫的可控范圍

　　裂縫只要在最大允許值的范圍內，就不會影響到結構的安全。室內正常環境下出現的裂縫寬度要≤0.3毫米，如果室內濕度比較高或出于露天環境下裂縫的寬度要≤0.2毫米，在地下或半地下結構一般裂縫的寬度在0.1～0.2毫米時，影響到混凝土的防水性，早期可能有輕微滲水，不必過于憂慮，經過一段時間后裂縫可自愈。地下工程裂縫盡量保持在0.1～0.2毫米之間，如果超過0.3毫米必須進行化學灌漿加固處理。

　　二、質量防控措施

　　為防止大體積混凝土出現裂縫筆者建議要從材料、設計和施工等方面上予以控制。

　　(一)　材料控制

　　1、水泥：混凝土水化熱的因素主要是水泥中C3A，在施工過程中對水泥的選擇應是C3S含量高，C3A含量低(小于8%)的水泥，C3A含量過高會使水熱化速度加快，混凝土內部溫度會在短時間內提升，內外的溫差不斷增大，甚至在水泥與高效外加劑相互適應上產生問題。所以在選擇水泥時應該要選擇水熱化比較低的水泥。合理的選用水泥是控制溫度裂縫有效措施。水泥選用不當.水化熱過高.水泥水化熱引起溫度應力和溫度變形而產生裂縫。水泥水化熱過程中產生大量熱量.每克水泥水化熱量達120cal/g.混凝土內部升溫約在3O度以上。混凝土在單位時間內釋放出的水化熱，與混凝土的體積和水泥的品種也有關系，并隨著混凝土的齡期增長而增長。普通混凝土的內部最高溫度一般是在澆注后的3—7天內。

　　水泥細度也影響著大體積混凝土的結構，表面積越大，對結構越不利。水泥顆粒越細，對水的需求量就越大，會使混凝土早期干燥引起收縮，導致變形，易出現收縮裂縫。另外水泥過細會使早期的水化熱過分集中，造成巨大的溫度差異，影響混凝土的結構強度和耐久性，出現溫度差異裂縫。水泥顆粒過細，混凝土早期強度發展快，但混凝土后期強度發展潛力小，相當于混凝土強度的揠苗助長。水泥顆粒過細，雖然3天和28天齡期強度滿足設計強度等級需要，但實際混凝土中長期強度增長幅度趨小，使實際結構安全度大大降低。

　　2、外加劑：減少大體積混凝土的裂縫就要從根本上降低水化熱的產生。在混凝土中摻入減水劑，減水劑的摻入量應當與水泥總量的比例為1：4，同時再在水泥總量上減少10%，可以有效降低水化熱的熱量。在混凝土中摻入超細礦渣粉，它的主要成分是活性SiO2和Al2O3，不僅可以代替水泥的用量而且對混凝土的可泵性和工作性還有所改善，水泥的初期釋放的水化熱會減少;可以把膨脹劑混在硬化過程中，混凝土在硬化過程中產生體積的膨脹，可以補償硬化作用的中冷縮、干縮，有效減免混凝土的開裂。

　　3、粗細骨料：盡量選擇中、粗砂，在鋼筋間距條件允許，泵車輸送管允許的條件下，使用中、粗砂可以節省水泥，減少用水量，達到了減少混凝土干縮的目的。

　　4、石子級配與水：石子級配對節約水泥及保證具有良好的和易性關系很大, 大體積混凝土宜采用連續級配。水源的溫度不能過高，應采取冷水進行混合攪拌，把混凝土的入模溫度降低。

　　(二)設計控制

　　科學化的平面立體設計可以避免截面的突變，減少約束力。混凝土要選擇C3A含量低的，盡可能選用中、低強度的混凝土。鋼筋的布置間距要密，選擇小直徑鋼筋，截面的配筋率要在0.3%--0.5%之間。考慮到基礎同時受到地基和樁基的約束，在基礎的下底面設置滑動層來減小其約束，降低混凝土內部的約束應力。

　　(三) 施工控制

　　1、澆筑方案

　　根據混凝土的澆筑量、構建型式等因素確定混凝土的澆筑方式是分層平行推進、分層斜面推進、分層交錯推進這三種方式。分層澆筑可以使散熱面積擴大，有利于保證工程質量。

　　2、混凝土的振搗

　　混凝土的澆筑采取“一個坡度、層層澆筑、一次到頂”的澆筑方針。在泵送時，會形成一個坡度。在上層結構與下層結構之間設置一個振點。第一個振點選擇在卸料點，通過振動減少之間的間隙，把上層振實。第二個振點設置在混凝土的坡角處，把混凝土振的密實。先搗振倒料口的混凝土后，會自然形成一個坡度，然后再全面實行振搗。這樣能提高混凝土的抗拉強度，防止混凝土沉落而出現裂縫，提高了混凝土的密度，還減少了內部微裂。在進行振搗時用振搗工具進行振搗時不會出現空隙，此時為進行第二次振搗的最佳時機。實行泵送混凝土會出現比較大的坍落度，水灰比也比較大。大量現場試驗證明，對澆筑后未初凝的混凝土進行二次振搗，能排除混凝土因泌水在粗集料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋之間的握裹力，防止因混凝土沉落而出現的裂縫，減小混凝土內部微裂，增加混凝土的密實度，使混凝土的抗壓強度提高10% ～20% ，從而可提高混凝土的抗裂性。

　　3、溫度控制與監視

　　溫度控制一直是大體積混凝土施工時的重難點。在進行施工前，應綜合材料性質、氣候環境、可能突發的施工不可預測因素、施工方案以及結構的本身特點等，制定出一套合理的溫控方案。混凝土在攪拌前的熱量與攪拌后的熱量是相等的，混凝土的原材料的溫度與出機溫度基本成正比。為防止混凝土內外溫差過大，造成溫度應力大于同期混凝土抗拉強度而產生裂縫，應根據當時地施工情況和環境氣溫，對原材料采取降溫措施會出現比較明顯的效果，為避免太陽的直接照射我們可以在砂場搭建避光棚子，利用井水向上持續澆灌，這樣既起到了降溫的作用有可以使材料吸收到水分，又把混凝土的坍落度損失降到了最低點。出機溫度降低同樣使入模溫度也人為的降低了。在混凝土澆筑前，為方便把溫差控制在25℃以內，可以在混凝土內部設置傳感器或者預留溫度測量孔，方便監測的需要，大體積混凝土在進行澆注時盡量選擇陰涼通風處澆注這樣有利于減少溫差，進而減少溫度應力。盡量避免在炎熱的夏季進行。如果必須在夏季進行不妨在水凝土的內部鋪設循環性冷水管用來降低溫度;如果在冬季施工應當減少大體積混凝土熱量揮發，可以用一些保溫材料進行覆蓋，這樣就能達到減少裂縫保證工程質量的目的。為防止混凝土內外溫差過大，造成溫度應力大于同期混凝土抗拉強度而產生裂縫，應根據當時地施工情況和環境氣溫，采用了“蓄水法”進行混凝土養護

　　測溫工作一般在混凝土澆筑完畢時開始測溫，在澆筑的混凝土外部和內部均布置溫度測點，同時設置保溫材料與養護水溫度測點，混凝土的溫度監測數據由現場的數據采集儀自動采集，并對其進行分析，分析所得的每一測點的溫度值以及表層測點與各測位中心測點的溫差，可作為調整研究具體溫控措施的依據，以防溫度裂縫的出現。具體的測溫方法可以是：前3天，每隔兩個小時測溫1次;第4---8天，每4小時測溫1次;第9-15天，每6小時測溫一次。16-20天沒12小時測溫一次，21—28天每12小時一次。觀察安全溫差是否在25攝氏度以內，當內外溫度大于25攝氏度時必須采取措施加以控制。

　　4、養護方法

　　混凝土澆筑之后要及時進行養護，養護的目的就是把混凝土外部的溫度與內部的溫度差降到最小。達到降低塊體自約束應力和提高混凝土抗拉強度，以承受外約束應力時的抗裂能力。大體積混凝土的內外溫度差必須予以嚴格控制，控制得當可以明顯減少裂縫的出現，所以說養護工作也是十分重要的程序之一。

　　混凝土的早期養護就是在保持適宜溫度條件上下足功夫。其目的是達到兩個方面的效果，第一方面可以使混凝土不受溫度變形的侵襲，對有害冷縮起到防止作用。另一方面有助于水泥水化作用的順利進行。

　　養護方法一般分為兩類即降溫法、保溫法。降溫法就是在混凝土澆筑成型后，通過循環冷卻水進行降溫，以減少內外溫差;第二類保溫法(又稱蓄熱法) 具體的方法是混凝土澆筑完成后，可以采用草簾被或水進行蓄熱，使內外溫差控制在25℃以內，以限制混凝土表面的溫度散發過快造成溫度裂縫。保溫法在建筑工程中常被采用。這種方法不但成本低廉而且方便。

　　5、混凝土表面處理

　　大體積混凝土不但表面水泥漿比較厚而且泌水現象比較嚴重，必須謹慎處理，否則會引起裂縫的出現。在混凝土澆筑即將結束時，其表面會出現泌水。應當將泌水引向低處，再用抽水工具將其抽走。在澆注完畢后的4--8個小時內，盡快將浮漿清理掉。做法是用長刮尺將其刮平，然后用木抹子搓平壓實。如果在初凝之后表面出現龜裂，就要盡快進行第二次抹壓，不能拖延，抹壓有助于消除龜裂紋。

　　結語

　　大體積混凝土出現裂縫將直接影響建筑工程質量，施工者要把握住對大面積混凝土結構施工的關鍵，充分認識到施工的難點，認真研究分析裂縫出現的成因，拿出應對措施，有效防止裂縫的出現。不斷提高企業施工人員的綜合素質，盡快適應不斷變化的建筑市場。

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