1、1浅谈大体积混凝土裂缝成因及施工控制【摘 要】随着科技进步，高层建筑迅速发展，大体积混凝土结构的应用日益普遍。在施工过程中，造成混凝土大面积裂缝，这些裂缝会给有害物质提供方便的侵入点，使裂缝不断扩大，影响结构的使用，甚至造成结构的破坏。因此，除满足一般混凝土的要求外，大体积混凝土结构的裂缝控制尤为重要。 【关键词】裂缝成因；施工控制 1、裂的成因分析 1.1 成因分析 大体积混凝土裂缝主要由以下三方面的原因引起： 混凝土在凝固初期产生大量的水化热，致使内部温度迅速升高，体积膨胀扩大，此时由于受前期混凝土的约束产生压应力。在混凝土凝固后期冷却收缩时，则产生拉应力，且拉应力大于升温膨胀产生的压应力
2、值。当拉应力超过混凝土的极限抗拉应力时，则会在混凝土内部产生裂缝，可能发展成贯穿裂缝，对结构造成极大的破坏。 在混凝土浇筑后外界气温突然下降，在混凝土内外部产生较大温差，使混凝土表面产生很大的温度拉应力，形成表面裂缝。 混凝土在浇筑后，因塑性收缩和缩水收缩而产生的表面收缩裂缝。 其中，由于后两方面原因引起的裂缝，只要我们按照规范要求进行正常的养护，均可以得到有效控制和避免。而第一方面由水泥水化热引2起的较大温差则是大体积混凝土产生温度裂缝最直接、最根本的原因，也是我们在施工中必须克服的难题之一。 2、温差控制与防裂 大体积混凝土工程施工前，应对施工阶段大体积混凝土浇筑块体的温度进行验算，确定施
3、工阶段大体积混凝土浇筑块体的升温峰值、里外温差及降温速度的控制指标，制定温控施工的技术措施。通过温控施工技术措施的落实，确保施工质量、防止有害裂缝、特别是贯穿裂缝的产生。混凝土表面温度裂缝宽度应小于 0.3mm。 2.1 合理选材，改善配比 2.1.1 原材料控制。 水泥：采用水化热较低和凝结时间较长的水泥，如矿渣水泥、大坝水泥或粉煤灰水泥等。在材料比选时，经过分析比较，优先选用同量同等条件下水化热较低的水泥。 粗骨料：采用 5mm31.5mm 连续级配碎石，针片状颗粒含量不应大于 10%，含泥量不应大于 1%。 细骨料：采用级配良好、质地坚硬的优质中粗河砂，含泥量不应大于 2%，细度模数控制
4、在 2.3mm2.7mm 之间。 水：达到饮用水标准。 粉煤灰：粉煤灰是一种优质的掺和料，使用时应选择一级粉煤灰，尽可能选用细度模数大且烧失量低的粉煤灰。 外加剂：采用缓凝高效减水剂。 2.1.2 改善配比。 3尽可能降低水泥用量。根据水化热温升经验公式：T=To+Q/N+L/50（式中：T水化热温升，；To混凝土入模温度，；Q每立方米混凝土水泥用量，Kg/m3；N试验常数，早强类水泥取 9，普通水泥取 10，矿渣类水泥取 11；L每立方米混凝土粉煤灰用量，Kg/m3。 ）可知，每立方米混凝土每减少 10Kg 水泥用量，混凝土的水化热温升降低 1左右。因此，在保证混凝土强度的前提下，尽可能降低
5、水泥用量是最可靠的控温措施之一。水泥用量一般不应超过 350Kg/m3。 参用粉煤灰。混凝土掺加粉煤灰主要是为了取代部分水泥，减少水泥用量，降低水化热，同时还可以充当填充材料，并改善混凝土的和易性。 掺加高效减水剂。混凝土掺加高效减水剂有双重作用，一方面使混凝土缓凝，以推迟水化热峰值的出现，使混凝土表面温度梯度减少；另一方面可以降低水灰比，避免水灰比过大产生塑性收缩。 2.2 施工过程控制 控制混凝土的出机温度和浇筑温度。降低出机温度的最有效办法就是降低碎石的温度。在气温较高时，为防止太阳的直接照射，砂石堆场应设遮阳棚；必要时，部分拌和用水以碎冰形式加入。为了保证混凝土的均匀性，在搅拌终了前，
6、应使混凝土拌和物中的冰全部溶化。 为了控制混凝土的浇筑温度，可加快运输速度，缩短运输时间。同时，加大浇筑强度，缩短浇筑时间。采用分层或分块浇筑，加快混凝土散热速度。 分层浇筑。 4分层施工时母层厚度应控制在 1m1.5m 之间，具体可视混凝土浇筑能力和降温措施而定。 应在前层混凝土初凝或失去重塑性能前完成下层混凝土的浇筑捣实。 当在前层混凝土初凝前无法完成下层混凝土施工时，应按规定间歇 4d7d，待前层混凝土达到一定强度时，方可进行下层混凝土的浇筑，且在浇筑前对两层结合面按施工缝进行凿毛和清扫浮浆处理。 分块浇筑。 当截面面积大于 100m2 时，在前层混凝土开始初凝或失去重塑性能前来不及完成
7、下层混凝土的浇筑振捣时，此时若采用分层浇筑，间隔时间长，延误工期。为加快施工进度和保证工程质量，采用分块浇筑。 合理布置分块区域，每块平均面积不宜小于 50m2，高度不宜大于1.5m。 上下邻层混凝土间的竖向接缝，应错开布置，做成企口，并按施工缝处理。 2.3 冷却水降温。 在混凝土内部布置冷却水管，混凝土终凝后开始通水冷却降温。通过冷却水循环，降低混凝土内部温度，缩小内外温差。在混凝土内部合理布置测温点，掌握混凝土内部各测点的温度变化，以便及时调整冷却水流量，控制温差，确保混凝土内外温差小于 25。 冷却循环水管可采用 25mm 左右铁管，按照冷却水由较热中心区流向边区的原则，进水管口设在靠
8、近混凝土中心处，出水管口设在混凝土5边区处。进出水管口均引出混凝土顶面以上。每层水管的垂直进出水口互相错开，且在出水口处设调节水管流量的水阀和测流量设备。 冷却水管安装时，要与钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠，以防混凝土浇筑时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并做通水试验。 混凝土终凝后，方可通水循环。 用温度计及时测出进出口的水温，不断调整水管流量，水管流量可控制在 1.2m3/h1.5m3/h，将进出水温差控制在 10左右，且水温与混凝土内部温度相差不大于 20。 2.4 加强养护 大体积混凝土易受到太阳暴晒及雨水等袭击，致使表面温度变化较大，产生较大温差，造成裂缝。因此，加强养护也是防止开裂的关键之一。 混凝土浇筑后，应适时加盖草垫、麻袋等覆盖物，定时洒水养生。 在混凝土内部及表面合理布设测温点，加强温度观测，并根据外界大气条件，随时了解混凝土浇筑后温度的升降情况，掌握混凝土内外温差变化，以便将混凝土内外温差控制在 25以内。 总论，虽然大体积混凝土很容易产生裂缝，但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明：只要我们在设计、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑的各种因素的影响，还是可以避免危害结构的裂缝的产生。
