浅析大体积混凝土施工裂缝与防治措施

浅析大体积混凝土施工裂缝与防治措施

摘要：大体积混凝土施工具有水化热高、收缩量大、容易开裂等特点，大体积混凝土施工一次浇注体积大、水泥水化热聚集在内部不宜散发、内部温度升高显著、外表散热速度较快,致使混凝土内外温差较大,若温差过大(超过25°)容易在混凝土表层产生裂缝，文章就大体积混凝土质量控制中的裂缝防治进行了粗浅的分析。

关键词：大体积混凝土;裂缝;防治

Abstract: mass concrete construction has the hydration heat, high shrinkage cracking characteristics such as big, easy, construction of mass concrete casting a volume, cement hydration heat gathered in internal shoulds not be sending out, interior temperature significantly, heat faster appearance, the concrete temperature difference between internal and external larger, if excessive temperature difference (more than 25 °) easy to cracks in concrete surface layer, the quality control of mass concrete crack prevention and control the superficial analysis.

Keywords: mass concrete; Crack; Prevention and control 1大体积混凝土裂缝产生原因分析

1.1水泥水化热。水泥水化反应是放热过程，每克水泥放出热量约356～461J，该热量聚集在厚大结构内部不易失散。水泥水化热引起的温升一般达到20～30℃，有时更高。在常温条件下水泥在3天内放出热量是总水化热的一半左右，使得混凝土内部升温。在浇灌后3～5天内，内部温度的上升使混凝土表里形成很大温差，降温时，内部对外部的收缩形成约束，其表面将产生很大的拉应力。当混凝土的初期抗拉强度不足以抵抗内约束拉应力时，表面将会出现裂缝。

1.2干燥收缩。混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。

1.3外部约束条件。各种结构在变形过程中往往会受到某种外部约束而产生附加的外约束力。当大体积混凝土基础浇灌在坚硬地基或厚大的老混凝土垫层上时，如未采取隔离层等放松约束的措施，在混凝土上冷却收缩时，基础受地基约束，将会在混凝土内部引起很大的拉应力，造成降温收缩裂缝（外约束裂缝）。这种裂缝常在混凝土浇筑2～3个月或更长时间后出现，裂缝较深，有时是贯穿性的，这会对工程造成相当大的危害。

1.4外界气温。混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。

2 裂缝的防治措施

2.1设计措施

设计与施工密切配合。对于砼的裂缝控制与防治，设计和施工砼拌和站密切配合，只要设计增加构造措施，坚持小规格小间距配筋，避免应力集中，施工时在浇筑、振捣、养护等环节做好，拌和站从配合比、用水量、骨料、水泥等方面入手进行控制，砼的裂缝在一定程度上得到避免。

2.2严格控制原材料质量

2.2.1水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，标号为525#，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。

2.2.2粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。

2.2.3细骨料：采用中砂，山砂 (45%)+人工砂 (55%)，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。

2.2.4粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。

2.2.5外加剂：设计无具体要求，通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，混凝土确定采用”山峰牌”(减水剂)，每立方米混凝土2kg，减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。

2.3混凝土浇筑

2.3.1混凝土采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，采用2台混凝土输送泵送筑。

2.3.2混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的

浇筑工艺。钢筋泵车布料杆的长度，划定浇筑区域，每台泵车负责本区域混凝土浇筑。

混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过6h，如遇特殊情况，混凝土在4h仍不能连续浇筑时，需采取应急措施。即在己浇筑的混凝土表面上插12短插筋，长度1米，间距50mm，呈梅花形布置。同时将混凝土表面用塑料薄膜加草席覆盖保温。以保证混凝土表面不受冻。

2.3.3混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置3~4台振捣器，因为混凝土的坍落度比较大，在1.5米厚的底板内可斜向流淌1米远左右，2台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实，另外1~2台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。

2.3.4由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。

2.3.5现场按每浇筑100方（或一个台班）制作3组试块，1组压7d强度，1组压28d强度归技术档案资料用;l组作仍14d强度备用。

2.3.6防水混凝土抗渗试块按规范规定每单位工程不得少于2组。考虑本工程不太大，按规定取2组防水混凝土抗渗试块。

2.4后期养护

为了确保新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，应在12小时内加以覆盖和浇水。对有抗渗要求的混凝土，采用普通硅酸盐水泥拌制的混凝土养护时间不得少于14天；采用矿渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土养护时间不得少于12天。

覆盖养护是最常用的保温保湿养护方法。主要措施是： 1.应在初凝以后开始覆盖养护，在终凝后开始浇水（12小时后）覆盖物、麦杆、烂草席、竹帘、麻袋片、编制布等片状物。 浇水工具可以采用水管、水桶等工具保证砼的湿润度。 在浇筑完成后，12h以内应进行养护；砼强度未达到C12以前，严禁任何人在上面行走、安装模板支架，更不得作冲击性或上面任何劈打的操作。

2.5其它防治措施

防止大体积混凝土产生裂缝，除了可以在施工过程中采取措施外，在改善边界约束和构造设计方面也可以采取一些预防措施。

2.5.1设置后浇带，以降低每次浇筑的蓄热量。当大体积混凝土结构尺寸过大时，为防止水热化的大量积聚，在进行结构设计时，可在适当位置设置后浇带，将大体积混凝土分成若干块浇筑，在施工后期再将分块的混凝土连成一个整体，这样可以降低混凝土每次浇筑的蓄热量，同时也可以放松约束程度。

2.5.2设置温度配筋，以改善大体积混凝土中应力集中的现象。在结构的孔洞周围、变截面处以及底板、顶板与侧墙的转角处，由于温度变化和混凝土收缩，会产生应力集中，进而导致混凝土裂缝。为此，可在孔洞周围增配斜向钢筋或钢筋网片，使混凝土在变截面处由突变改为缓变，同时增配一定数量的抗裂钢筋，防止裂缝的出现。

2.5.3设置滑动、缓冲层、以消除嵌固、减少约束。混凝土由于边界存在约束才会产生温度应力，如果在与外界约束的接触面上设置滑动层，则可减少周围结构的约束。在水平面设置滑动层，以减少约束作用。在垂直面、槽部位设置缓冲层，以减少嵌固作用。

参考文献：

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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。