淺析大體積混凝土裂縫防治措施

孟維歡

（新疆華瑞工程管理咨詢公司 北屯 836000）

水泥混凝土以優(yōu)異的工作性能在工程建設(shè)領(lǐng)域得到了很廣泛的應(yīng)用。在水利工程上，水泥混凝土因較高的強(qiáng)度、較強(qiáng)的抗?jié)B性能及耐腐蝕性能而得到很廣泛的運(yùn)用，水庫大壩、廠房、渠道等基本上都是混凝土結(jié)構(gòu)，但是，混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，是一個(gè)相當(dāng)普遍的現(xiàn)象，特別是大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫更為普遍。因此，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是一個(gè)長期困擾建筑工程界的一個(gè)技術(shù)難題，一直未能得到很好的解決。

工程技術(shù)界都認(rèn)為，規(guī)定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的最大裂縫寬度主要是為了保證鋼筋不產(chǎn)生銹蝕，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)物的使用壽命。不同的規(guī)范中有關(guān)允許最大裂縫寬度的規(guī)定雖不完全一致，但基本相同。如在正常的空氣環(huán)境中裂縫允許寬度為0.3～0.4mm；在輕微腐蝕介質(zhì)中，裂縫允許寬度為0.2～0.3mm；在嚴(yán)重腐蝕介質(zhì)中，裂縫允許寬度為0.1～0.2mm。對建筑物的抗裂要求過嚴(yán)，必將付出巨大的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，科學(xué)的要求是將其有害程度控制在允許范圍之內(nèi)。

混凝土結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫，變形變化（如溫度、地基變形）引起的占很大比例。在大體積混凝土工程施工中，由于水泥水化熱引起混凝土內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力變化，從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。因此，控制混凝土澆筑塊體因水化熱引起的溫差、防止混凝土出現(xiàn)有害的溫度裂縫是關(guān)鍵問題。下面就筆者多年從事工程建設(shè)的經(jīng)歷，對混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫防治提出幾點(diǎn)措施。

1 裂縫防治的設(shè)計(jì)措施

a.設(shè)計(jì)強(qiáng)度不宜過高。眾所周知，設(shè)計(jì)強(qiáng)度過高，配制混凝土的水泥用量就大，必然造成混凝土水化熱過高，而混凝土塊體內(nèi)部溫度高、混凝土內(nèi)外溫差過大，溫度應(yīng)力容易超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，從而產(chǎn)生裂縫?？紤]到水利工程建設(shè)周期長的特點(diǎn)，在保證足夠強(qiáng)度、滿足使用要求的前提下，可以利用混凝土的后期強(qiáng)度，這樣可以減少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土澆筑塊體的溫度，從而達(dá)到防治混凝土裂縫產(chǎn)生的目的。應(yīng)走出設(shè)計(jì)上“強(qiáng)度越高越好”的誤區(qū)，大體積混凝土的強(qiáng)度等級宜為 C20～C35。

b.合理配置鋼筋網(wǎng)。大體積混凝土除應(yīng)滿足承載力和構(gòu)造要求外，還應(yīng)增配承受因水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力及控制裂縫開展的鋼筋網(wǎng)，以構(gòu)造鋼筋來控制裂縫，配筋應(yīng)盡可能采用小直徑、小間距。采用直徑8～14mm的鋼筋和100～150mm間距是比較合理的。

c.避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上盡量避免結(jié)構(gòu)形式多變，如不能避免，則在轉(zhuǎn)角和孔洞處增設(shè)構(gòu)造加強(qiáng)筋，以防止裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。

d.以預(yù)防為主。在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮到可能漏水的內(nèi)排水措施，以及施工后的經(jīng)濟(jì)可靠的堵漏方法。

e.合理選擇原材料配制混凝土。應(yīng)優(yōu)先采用水化熱低的礦渣水泥配制大體積混凝土，采用5～40mm顆粒級配的石子和中、粗砂，控制含泥量小于1.5%。

f.使用摻合料及外加劑。當(dāng)前采用的摻合料主要是粉煤灰，它可以提高混凝土的和易性，大大改善混凝土工作性能和可靠性，同時(shí)可代替水泥，降低水化熱。粉煤灰摻加量為水泥用量的15%。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑。實(shí)踐證明：混凝土中摻入水泥重量0.25%的木鈣減水劑，不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善，同時(shí)又減少了10%的拌和用水，節(jié)約10%左右的水泥，從而降低了混凝土的水化熱，有效防止了混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2 裂縫防治的施工措施

混凝土的施工環(huán)境和施工方法是保證混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了有效防治混凝土裂縫的產(chǎn)生，在施工過程中應(yīng)注意以下方面：

a.混凝土的澆筑可采用分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑，不留施工縫，并應(yīng)符合下列規(guī)定：?混凝土的攤鋪厚度應(yīng)根據(jù)所用振搗器的作用深度及混凝土的和易性確定，當(dāng)采用泵送混凝土?xí)r，混凝土的攤鋪厚度不大于600mm；當(dāng)采用非泵送混凝土?xí)r，混凝土的攤鋪厚度不大于400mm；?分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑，其層間的間隔時(shí)間應(yīng)盡量縮短，必須在前層混凝土初凝之前，將下層混凝土澆筑完畢；層間最長的時(shí)間間隔不大于混凝土的初凝時(shí)間，超過初凝時(shí)間時(shí)，層面應(yīng)按施工縫處理。

b.大體積混凝土采取分層澆筑施工時(shí)，水平施工縫的處理應(yīng)符合下列規(guī)定：?清除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝土層及松動(dòng)的石子，并均勻露出粗骨料；?在上層混凝土澆筑前，應(yīng)用壓力水沖洗混凝土表面的污物，充分濕潤，但不得有積水；?對非泵送及低流動(dòng)度混凝土，在澆筑上層混凝土?xí)r，應(yīng)采取接漿措施。

c.混凝土的拌制、運(yùn)輸必須滿足連續(xù)澆筑施工及盡量降低混凝土出罐溫度等方面的要求，并應(yīng)符合下列規(guī)定：?炎熱季節(jié)澆筑大體積混凝土?xí)r，混凝土攪拌場站宜對砂、石骨料采取遮陽、降溫措施；?采用泵送混凝土施工時(shí)，混凝土的運(yùn)輸宜采用混凝土攪拌運(yùn)輸車，混凝土攪拌運(yùn)輸車的數(shù)量應(yīng)滿足混凝土連續(xù)澆筑的要求。

d.在混凝土澆筑過程中，應(yīng)及時(shí)清除混凝土表面的泌水。泵送混凝土的水灰比一般較大，泌水現(xiàn)象也較嚴(yán)重，不及時(shí)清除，將會(huì)降低結(jié)構(gòu)混凝土的質(zhì)量。

e.混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時(shí)按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，并應(yīng)符合下列規(guī)定：?保溫養(yǎng)護(hù)措施，應(yīng)使混凝土澆筑塊體的里外溫差及降溫速度滿足溫控指標(biāo)的要求；?保溫養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間，應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力（包括混凝土收縮產(chǎn)生的應(yīng)力）加以控制、確定，保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行；?在保溫養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)保持混凝土表面的濕潤。保溫養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差值，以降低混凝土塊體的自約束應(yīng)力；其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強(qiáng)度，以提高混凝土塊體承受外約束應(yīng)力的抗裂能力，達(dá)到防止或控制溫度裂縫的目的。同時(shí)，在養(yǎng)護(hù)過程中保持良好的濕度，使混凝土在良好的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)。塑料薄膜、草袋可作為保溫材料覆蓋混凝土，在寒冷季節(jié)可搭設(shè)擋風(fēng)保溫棚。施工人員需根據(jù)事先確定的溫控指標(biāo)要求，確定大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施。

f.對標(biāo)高位于±0.0以下的部位，應(yīng)及時(shí)回填土；±0.0以上的部位應(yīng)及時(shí)加以覆蓋，不宜長期暴露在風(fēng)吹日曬的環(huán)境中。

g.大體積混凝土拆模后，應(yīng)采取預(yù)防寒潮襲擊、突然降溫和劇烈干燥等措施。

3 結(jié)語

大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因雖然錯(cuò)綜復(fù)雜，但只要按照科學(xué)的方法設(shè)計(jì)，規(guī)范地組織施工，在施工的各個(gè)階段、各個(gè)環(huán)節(jié)上規(guī)范操作，就能有效防止混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫的產(chǎn)生，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量，延長混凝土結(jié)構(gòu)物的使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益?！?/p>