1、大体积砼裂缝成因分析及预防措施 摘要：随着建筑工程的飞速发展，大体积砼应用越来越多，而随之而产生的问题就是大体积砼的温度裂缝。由于砼的体积大，聚集的水化热大，在砼内外散热不均匀以及受到内外约束的情况下，砼内部会产生较大的温度应力，导致裂缝产生，为结构埋下严重的质量隐患。因此温度裂缝的预防与控制是大体积砼施工的关键。 关键词：大体积砼 ;水化热 ;温度裂缝 ;成因分析 ;预防措施 一、大体积混凝土的定义 大体积混凝土施工规范（ GB50496-2009）规定了大体积砼的定义：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于 1m 的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝
2、产生的混凝土。 二、大体积混凝土裂缝的成因分析 混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格 (如碱骨料反应 )，基础不均匀沉降等，归纳起 来主要有以下几点。 （ 1）水泥水化热：水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥产生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时释放，以至于越积越高，使内外温差增大，产生温度应力和收缩应力。水化热产生的混凝土内部最高温度，多发生在浇筑后的最初 3天至 5天，以后逐渐降低，这与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关。 （ 2）混凝土的
3、收缩：混凝土中约 20的水分是水泥硬化所必需的，而约80的水分要蒸发，多余水分的蒸发会引起混凝土体 积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，在混凝土内部产生很大的收缩应力，导致混凝土的裂缝。影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺、养护条件等。 （ 3）外界气温变化：大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化，特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形而造
4、成的 ，温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的温度较高，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。 结构裂缝主要是由降温和收缩引起的，前者引起外约束，是导致贯通裂缝的主要原因；后者引起自约束，主要引起表面裂缝。因此在降温阶段，如果温差较大，则早期出现裂缝的可能性较大。 三、大体积混凝土裂缝的预防措施 1、 优化混凝土的配合比 （ 1）大体积混凝士宜选用水化热低、凝结时间长的水泥。在同等条件下，应 优先选用矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥或复合水泥。当采用硅酸盐水泥或普通水泥时，应采取一些行之有效的延缓水化热释放的
5、技术措施。 （ 2）骨料宜采取连续级配，同时要尽量减小水泥用量和混凝土的水灰比，以降低混凝土的水化热和体积收缩。在施工条件允许的前提下，应尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料，且不得含有各种有机杂质，其含泥量应小于 1% ，最大粒径以不大于钢筋间最小净距的 3/4 为宜。细骨料应选用中砂或粗砂，其含泥量应不大于 3%。 （ 3）掺入适量的外加剂。采用缓凝高效减水剂不仅可以减少水的用量 ，降低水灰比，同时改善砼的和易性，提高砼的强度。 （ 4）掺入适量的粉煤灰。在砼中添加优质的粉煤灰，不仅可以节约水泥的用量，降低水化热， 同时可以增加砼的和易性，提高砼的后期强度。 2、降低混凝土的入模温度 热期施
6、工时，宜采取措施降低混凝土的入模温度，且其入模温度不宜高于 28C，具体控制措施如下： （ 1）混凝土搅拌 浇筑大体积混凝土时应选择适宜的气温，尽量在一天中气温较低时进行。 应采取必要措施对水泥和砂、石集料等遮阳防晒，多对砂、石料堆喷水降温 ，降低原材料进入搅拌机的温度。 拌合水使用冷却装置进行降温，对水管及水箱加隔热及遮荫设施，或在拌合水中加冰块降温。 拌合系统尽可能的遮荫，适当缩短拌合时间。 （ 2）混凝土运输 保证混凝土连续浇筑，尽量缩短从拌合到浇筑的时间。 热期高温施工时，采用带有搅拌装置的运输车运输混凝土，且搅拌筒上应有防晒设施。在运输过程中应慢速、不间断地搅拌混凝土，但不得在运输过
7、程中加水搅拌，并应最大限度地缩短运输时间。 3、混凝土的浇筑 （ 1）采用分 层、分块浇筑方案：分层分块的浇筑混凝土，有利于错开拌合物内各层的水化时刻，分散混凝土的放热峰值，并在第一层混凝土还未初凝时，浇注上一层。 （ 2）超长大体积混凝土施工，应选用留置变形缝、后浇带施工、跳仓法施工等方法控制结构不出现有害裂缝。 （ 3）加强混凝土的振捣：振动棒插入的间距一般为 400mm 左右，振捣时间一般为 15-30s，尤其对于预留洞、预埋件和钢筋密集的部位应预先制定好相应的技术措施，确保顺利布料和振捣密实，浇筑时经常观察，发现有不密实等现象应立即采取措施。不同浇筑区域之间、上下层 之间的混凝土浇筑间
8、隙时间不得超过初凝时间。 4、混凝土的养护 混凝土浇筑完毕后的保温、保湿养护，不但可以起到减小混凝土表面和内部温差的作用，减少温差裂缝的产生，还可使混凝土表面保持湿润，有助于混凝土强度的增长，较少收缩裂缝的产生。 混凝土浇筑完成并对表面修整后应尽快开始养护，应在其表面立即覆盖清洁的塑料薄膜，使混凝土表面保持水分；初凝后应增加覆盖浸湿的粗麻布或土工布，继续洒水保湿养护；洒水养护过程中始终保持混凝土面湿润，不得形成干湿循环。 大体积混凝土采用硅酸盐 水泥或普通硅酸盐水泥时，其浇筑后的养护时间不宜少于 14d，采用其他品种水泥时不宜少于 21d。在寒冷天气或遇气温骤降天气时浇筑的混凝土，除应对其外部
9、加强覆盖保温外，尚宜适当延长养护时间。 5、温控措施 大体积混凝土的温度控制宜按照 “ 内降外保 ” 的原则，对混凝土内部采取设置冷却水管循环水冷却，对混凝土外部采取覆盖蓄热或蓄水保温等措施进行。 （ 1）混凝土抹面完成后，应立即采取保温措施，保温的好坏，对大体积混凝土温度裂缝控制至关重要。 （ 2）在大体积混凝土中合理布设冷却水管。混 凝土浇筑后通过冷却水的循环，降低混凝土内部水化热引起的温升，减小混凝土的内外温差。冷却水管进出口水的温差宜小于或等于 10, 且水温与内部混凝土的温差宜不大于 20 ，降温速率宜不大于 2/d ；利用冷却水管排出的降温用水在混凝土顶面蓄水保温养护时，养护水温度
10、与混凝土表面温度的差值应不大于 15 。 （ 2）加强温度测控：大体积混凝土进行温度控制时，应使其内部最高温度不大于 75 ，内表温差不大于 25 。为了及时掌握混凝土内部与表面温度的变化值，可在大体积混凝土内部设若干个测温点，随时掌握与控制混凝土内的温度 变化，并及时调整保温和养护措施，使混凝土的温度梯度和温差不致过大，从而有效控制温度裂缝的出现。 四、结束语 虽然大体积混凝土很容易产生温度裂缝，但只要在材料选择、施工工艺以及后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响，采取相应的预防措施，就可以有效控制温度裂缝的产生。 参考书籍 （ 1）、大体积混凝土施工规范，（ GB-50496-2009）。 （ 2）、公路桥涵施工技术规范，（ JTG/T F50-2011）。
