摘要：在工程建設(shè)中，大體積混凝土裂縫已成為大家普遍關(guān)注的技術(shù)問(wèn)題，本文對(duì)大體積混凝土裂縫的成因及其控制措施進(jìn)行了論述，以便實(shí)踐中參考應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：大體積混凝土 裂縫成因 控制措施

　　1 前言

　　近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)和建筑技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)與民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)工程中大體積混凝土工程施工越來(lái)越多，大體積混凝土逐漸成為構(gòu)成大型設(shè)施或構(gòu)筑物主體的重要組成部分，工程實(shí)踐證明，大體積混凝土施工難度比較大，混凝土產(chǎn)生裂縫的機(jī)率較多，裂縫一旦形成，特別是基礎(chǔ)貫穿裂縫出現(xiàn)在重要的結(jié)構(gòu)部位，危害極大，它會(huì)降低結(jié)構(gòu)的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力，同時(shí)會(huì)可能危害到建筑物的安全使用。所以采取技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的措施來(lái)減少和控制大體積混凝土的開(kāi)裂，確保工程建設(shè)的質(zhì)量，是工程建設(shè)者一直以來(lái)所追求的目標(biāo)。

　　2 大體積混凝土裂縫形成的原因

　　(1)混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于 1m 的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土即為大體積混凝土。

　　(2)大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因是復(fù)雜的，而且往往是各種因素的綜合，首先溫度和濕度的變化是引起混凝土裂縫的主要原因。混凝土在硬化期間，水泥會(huì)放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力;在后期降溫過(guò)程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束叉會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力;同時(shí)氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)裂縫，即混凝土裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，往往也會(huì)導(dǎo)致裂縫。

　　(3)從裂縫的形成過(guò)程可以看到，混凝土之所以開(kāi)裂，主要是混凝土所承受的拉應(yīng)力和混凝土本身的抗拉強(qiáng)度之間的矛盾發(fā)展的結(jié)果。因而為了控制大體積混凝土裂縫，就必須盡最大可能提高混凝土本身抗拉強(qiáng)度性能和降低抗應(yīng)力(特別是溫度應(yīng)力)這兩方面綜合考慮。抗拉強(qiáng)度主要決定于砼的強(qiáng)度等級(jí)及組成材料，要保證抗拉強(qiáng)度關(guān)鍵在于原材料的優(yōu)選和配合比的優(yōu)化(砼強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)已經(jīng)確定)，由于砼選用地材，從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)考慮，原材料優(yōu)化的空間相對(duì)較小，所以降低拉應(yīng)力是控制砼裂縫的有效途徑，而降低拉應(yīng)力主要通過(guò)減少溫度應(yīng)力和沉縮應(yīng)力來(lái)控制溫度裂縫和沉縮裂縫。

　　3 大體積混凝土裂縫控制的主要技術(shù)措施

　　3.1 優(yōu)選原材料

　　(1)選擇合適水泥和嚴(yán)格控制水泥用量。應(yīng)選用中、低熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，以降低砼最高溫升，降低砼所受的拉應(yīng)力。大體積混凝土施工所用水泥其 3d 天的水化熱不宜大于 240kJ/kg，7d 天的水化熱不宜大于 270kJ/kg。

　　(2) 嚴(yán)格控制骨料級(jí)配和合泥量。選用10.40mm連續(xù)級(jí)配碎石(其中10.30mm級(jí)配含量65%左右)，細(xì)度模數(shù)2.80-3.00的中砂(通過(guò)0.315n凹篩孔的砂不少于15%，砂率控制在40%-45%)。砂、石含泥量控制在1%以?xún)?nèi)，并不得混有有機(jī)質(zhì)等雜物，杜絕使用海砂。

　　(3)選擇適當(dāng)外加劑。可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，混凝土中摻加一定用量外加劑，如防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等外加劑。外加劑中糖鈣能提高混凝土的和易性，使用水量減少20%左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延長(zhǎng)到5h左右。

　　3.2 采用合理的施工方法

　　泵送大體積混凝土一般采用“分段定點(diǎn)，一個(gè)坡度，薄層澆筑，循序推進(jìn)，一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能較好地適應(yīng)泵送工藝，避免混凝土輸送管道經(jīng)常拆除、沖洗和接長(zhǎng)，從而提高泵送效率，簡(jiǎn)化混凝土的泌水處理，保證上下層混凝土澆筑間隔不超過(guò)初凝時(shí)間。

　　(1)混凝土澆注過(guò)程質(zhì)量控制。澆注過(guò)程中要進(jìn)行振搗方可密實(shí)，振搗時(shí)間應(yīng)均勻一致以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實(shí)、抹平，以防止 表面裂縫。另外，澆注混凝土要求分層澆注，分層流水振搗，同時(shí)要保證上層混凝土在下層初凝前結(jié)合緊密。避免縱向施工縫、提高結(jié)構(gòu)整體性和抗剪性能。

　　(2)澆注時(shí)間控制。盡量避開(kāi)在太陽(yáng)輻射較高的時(shí)間澆注，若由于工程需要在夏季施工，則盡量避開(kāi)正午高溫時(shí)段，澆注盡量安排在夜間進(jìn)行。

　　(3) 混凝土拆模時(shí)間控制。混凝土在實(shí)際溫度養(yǎng)護(hù)的條件下，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以?xún)?nèi)，預(yù)計(jì)拆模后混凝土表面溫降不超過(guò)9℃以上允許拆模。

　　3.3 做好測(cè)溫工作及時(shí)控制混凝土溫度

　　(1)溫度裂縫的產(chǎn)生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，要進(jìn)行有效的控制，就必須進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，以保證控制的準(zhǔn)確性。對(duì)溫度應(yīng)力的控制現(xiàn)場(chǎng)一般是進(jìn)行溫控。在澆筑砼時(shí)，采用溫度傳感片和測(cè)溫儀，從澆筑開(kāi)始測(cè)溫(包括入模溫度，環(huán)境溫度)，并及時(shí)抹壓(特別是初凝前)和保溫保濕養(yǎng)護(hù)。澆筑完后根據(jù)溫控指標(biāo)，及時(shí)調(diào)整保溫保濕養(yǎng)護(hù)條件。

　　(2)溫度影響系數(shù)受多種因素影響，其中溫度、濕度、散熱界面(土、空氣等)，初凝時(shí)間、風(fēng)速、溫差等影響較大，特別是風(fēng)速和溫差較大時(shí)，溫度影響系數(shù)大大降低，最高溫升將降低，這與我們的實(shí)測(cè)結(jié)果是相吻合的。但為防止降溫過(guò)快，形成大的溫度梯度，夏季選用蓄水養(yǎng)護(hù),秋冬季加蓋草袋、海綿如果工地氣候風(fēng)大、干燥特征拆模后及時(shí)采取防風(fēng)，保溫措施，并及時(shí)回填土，結(jié)果證明這些方法對(duì)溫度影響系數(shù)的改變是非常有用的，事實(shí)表明控制也是非常成功的。

　　3.4 做好表面隔熱保護(hù)及養(yǎng)護(hù)

　　大體積混凝土的溫度裂縫，主要是由內(nèi)外溫差過(guò)大引起的。混凝土澆注后，由于內(nèi)部較表面散熱快，會(huì)形成內(nèi)外溫差，表面收縮受內(nèi)部約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，但是這種拉應(yīng) 力通常很小，不至于超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。但是如果此時(shí)受到冷空氣的襲擊，或者過(guò)分通風(fēng)散熱，使表面溫度降溫過(guò)大就很容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，所以 在混凝土在拆模后，特別是低溫季節(jié)，在拆模后立即采取表面保護(hù)。防止表面降溫過(guò)大 ，引起裂縫。另外，凝土澆注完畢后，應(yīng)及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)以保持混凝土表面經(jīng)常濕潤(rùn)，這樣既減少外界高溫倒罐，又防止干縮裂縫的發(fā)生，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定增長(zhǎng)。一般在澆注完畢后12～18h內(nèi)立即開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28d或設(shè)計(jì)齡期。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　大體積混凝土的開(kāi)裂是目前學(xué)者和工程界關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題，通過(guò)以上分析可知，大體積混凝土的材料型裂縫主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的，在施工時(shí)一定要嚴(yán)格把關(guān)，精心選擇原材料，做好混凝土早期養(yǎng)護(hù)及其預(yù)防發(fā)生的措施，把混凝土的裂縫減少到最低限度，確保工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)及使用要求。

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