大体积混凝土浇筑过程中裂缝控制

罗新

广西建工集团第二安装建设有限公司       545006

摘要：随着社会生产力的不断提高，建筑工程项目的数量越来越多。因此需要比较坚固的建筑基础加以支撑，使得建筑基础的结构标准进一步扩展，同时大体积混凝土的使用也更加普遍。尽管大体积混凝土浇筑技术已有几年的发展，但是有关大体积混凝土裂缝问题的研究却始终没中止过，尤其是结构裂缝。本文详细介绍了裂缝对大体积混凝土构件的影响以及在大体积混凝土中裂缝产生的基本机制和主要开裂形态。针对混凝土不同裂缝产生的原因，制定了切实可行的裂缝预防和处理措施，可以对大体积混凝土同类裂缝的处理提供一定参考。

关键词：大体积混凝土 水泥水化热 温度应力 温度裂缝

引言

随着我国经济水平的高速发展，城市里聚集了大量人口，一线城市和沿海经济发达城市里体现得非常的明显，在城市里如雨后春笋般建起了高层超高层建筑和大型综合商业综合体。大体积混凝土施工在土建工程中得到了广泛的应用，但由于施工过程的技术复杂性、结构布局多种多样、客观认识的局限性和材料使用的限制，可以说大体积混凝土的裂缝在所有工程中都或多或少地出现，完全无法避免，混凝土就在开裂后，建筑物结构开始处于破坏的初期阶段。因为腐蚀性杂质通过裂缝通道侵入结构内部，结构材料不断受热化，结构承载能力减弱，严重威胁了建筑结构的安全，减少了建筑结构的使用功能和寿命。如何减少裂缝数量，降低裂缝发生风险，一直是困扰大体积混凝土施工的困难，也是影响混凝土质量安全的重要因素。

1 大体积混凝土产生裂缝的主要原因

1.1 水泥水化作用的影响

水化作用在大体积混凝土的浇筑过程中，发生得非常普遍，且很难控制。混凝土浇筑完毕后，在大体积混凝土中，由于水泥的水化作用，会产生一定的热量，热量在其内部不容易散发出去，使其中心温度在短时间内不停地升高。而外表面受空气温度和风力大小的影响，表面温度会逐渐散失，外部温度相对内部温度来说比较低，这就会导致内外温差比较大，进而产生裂缝。

1.2 混凝土导热性能的影响

混凝土的导热性能，顾名思义，就是热量温度在混凝土里面传播的能力情况。导热系数越大，热量传递效率就越高，热量的传递速度就越快。混凝土内部和表面之间的热量传递速度加快之后，其内部积累的水化热的热量就可以快速扩散到外部表面，避免它的结构的内外温差过大，在实际施工中导热性能对裂缝产生有一定的影响。

1.3 混凝土原材料对温度裂缝的影响

水泥在和水发生化合作用的时候，会释放出热量。水泥品种不一样，在和水发生化合作用的时候释放出来的热量也是有区别的。砼里面的水泥、沙子、石子这些材料混合的比例不一样，里面的水泥使用多少不一样，砼在和水发生化合作用的时候，发生的热的程度也会不一样。每单位体积的砼里面，配比使用的水泥用量越多，产生的热量越大。在施工建设的过程中，条件允许的情况下，最好可以使用在和水发生化合作用的时候发热量比较低的水泥。 

砼的水灰比越大，坍落度越大，收缩的情况也就越明显。但是，在进行砼的材料混合时，为了达到水泥发生水化作用的条件，实现砼在拌和、路上运输、现场浇筑、振捣的时候能够质量均匀、成型密实，混凝土中一般加水量都会超过水泥水化的需求。在砼的初凝阶段，会蒸发大约30%的水分，这时候基本上不会引起砼的收缩。但是当砼渐渐的干燥凝固之后，20%的吸附水散失出来，这个时候砼会变干而且体积会缩小。而砼的表面因外界温度、湿度、风力的原因干燥收缩速度快，其内部中心干燥收缩速度比较慢，因此进一步加大了其结构的拉应力，容易导致其温度裂缝的生成数量增多，发展速度加快。

1.4 混凝土收缩对温度裂缝的影响

和很多材料一样，砼也会受到“湿胀干缩”的影响，控制好这一因素，将会对控制砼的温度裂缝起到至关重要的作用。当在施工中浇筑完砼之后，砼里面配比时用的大量水分会慢慢的蒸发，砼失去了原本水分占用的体积之后，砼的体积就会收缩，就会导致砼的体积变形。这种变形和砼配比时使用的胶凝材料的性质有很大关系。

通常来说，砼的变形基本上都是收缩变形，只有很少很少的情况下会发生膨胀变形。如果我们在施工中浇筑砼的时候，采取一定措施控制这一变形，就会对提高砼的抗裂性有非常大的帮助。

2 大体积混凝土裂缝控制措施

2.1 通过原材降低水化热

可以从两个方面降低混凝土的温度上升。一方面从材料控制，对大体积混凝土，宜采用中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥，与水化合时，可以使用发热较少的水泥作为胶凝材料；另一方面，可以减少水泥的使用成分，可以混合粉煤灰、火炉矿渣、粘土等活性混合材料，取代部分水泥。

在混凝土混合材料中，粗集料和细集料约占体积的70%～80%，这对于混凝土的性质具有决定性作用，因此非常重要。在大体积混凝土施工中，要充分利用颗粒大的粗骨料。粗集料体积越大，水泥砂浆用量越少，每立方米所需水泥砂浆量和水泥量就越少。水泥用量减少，自然新浇混凝土结构中的水泥与水化合时热量会减少很多，有利于预防和控制温度裂缝的发生。

2.2 优化浇捣方法

在进行砼的浇筑施工作业之前，应该结合建筑工程的特点和施工现场的客观施工条件，提前对砼的施工段和砼块的浇筑顺序进行计划，要及时跟踪了解当地近期天气变化，选择合适的时间进行砼浇筑施工。如在夏季，可以避开白天高温时段，选择晚上进行砼施工。冬季施工，可选择太阳升高之后气温相对暖和的时段进行砼施工。降雨雪时不宜在露天浇筑混凝土。为了获得匀质密实的混凝土，浇筑时要考虑结构的浇筑区域、构件类别，钢筋配置状况以及混凝土拌合物的品质，选用适当机具与浇筑方法。混凝土的一次浇筑量要适应各环节的施工能力，以保证混凝土的连续浇筑。注意分层浇筑，及时振捣，并在砼的初凝前和终凝前两个时期对砼进行抹压。

2.3 预埋冷凝水管降低最高温升

在体积较大的混凝土施工前，可以根据项目特点制定施工方案，在混凝土中预埋蛇形冷却管道，在混凝土浇筑完成后掌握混凝土的温度变化规律和分布，科学合理地调节水管的水温，利用水管中循环的冷水降低水泥水化热的温度，降低混凝土内部的温度，保持内外不变，通过系统全面的混凝土内部温度实时监测结果和温度应力计算。

2.4 控制混凝土的降温速率

砼浇筑完成后，要尽快测量砼的温度变化，掌握温变规律，控制好砼里面的最高温度、砼的温度升高速度和温度降低速度。当砼的温度变化及变化速度不正常的时候要更加频繁的观测，并登记台账，记录温度变化情况，交给技术人员进行分析。在温度降低速率不正常的时候，在保证温控基本要求的前提下，对其给予必须的控制措施，如：在砼浇筑完成的3～5天的时候，进入温度降低阶段后，在每天温度下降不明显的时段，可适当拆除保温材料，并增加浇水量，以此来降低砼表面温度，达到加快降温速度的目标。相反的，当温度降低的速率每天大于2℃的时候，就应该要采取与前面所说的相反的措施来控制温度。

结论

综上所述，大体积混凝土的开裂问题仍然比较普遍，但根据工程经验，大体积混凝土的开裂现象一般是由温度应力和水泥热胀造成的，施工时严格控制原材料质量和施工质量，可以从根本上减少大体积混凝土开裂的现象，但要从根本上解决这些问题，就需要在材料、结构、设计上不断深入探索。许多工程技术人员和管理人员都非常重视混凝土质量通病的控制和防治，在实际施工中积极结合预防和控制，实现预防为主的原则，努力将混凝土质量通病降低到最低水平。

参考文献

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