摘 要：近年來，隨著工業(yè)與民用建筑中對(duì)大體積混凝土的廣泛應(yīng)用。大體積混凝土寬、長(zhǎng)、高均在1米以上，主要存在于基礎(chǔ)底板、結(jié)構(gòu)梁、大型設(shè)備基礎(chǔ)等部位。在施工過程中，這些部位的施工工藝、施工質(zhì)量要求很高，混凝土中裂縫的出現(xiàn)嚴(yán)重影響到混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，從而影響到混凝土結(jié)構(gòu)的安全使用。因此在大體積混凝土施工過程中，怎樣控制大體積混凝土的溫度應(yīng)力及溫度的控制是至關(guān)重要的，也是必要的。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土裂縫；成因；防治技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.093

1 大體積混凝土裂縫的成因

造成大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的因素是多方面的而且是復(fù)雜的。

1.1 混凝土原材料

混凝土在凝結(jié)硬化中，水泥水化產(chǎn)生大量水化熱，大體積混凝土自身體積又厚又大，內(nèi)部熱量不宜散發(fā)，造成混凝土內(nèi)部與表面有溫差過大，產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的極限強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)致混凝土表面開裂，生成裂縫。

由于混凝土澆筑體內(nèi)外溫差是由水泥水化熱引起，水泥水化熱在短時(shí)間內(nèi)不容易散發(fā)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部有溫度梯度，加劇了內(nèi)部層間約束及表層混凝土內(nèi)部所受拉應(yīng)力作用。而導(dǎo)致表層混凝土開裂或構(gòu)件發(fā)生裂縫。

1.2 混凝土施工質(zhì)量

混凝土澆筑量大，振搗不密實(shí)均勻；或混凝土供應(yīng)不足，前后分層在混凝土初凝之后，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)冷縫。

1.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土表面養(yǎng)護(hù)不及時(shí)不到位，風(fēng)吹日曬；外界氣溫驟降時(shí)混凝土覆蓋保溫措施不嚴(yán)密，內(nèi)部與表面溫差過大。

1.4 結(jié)構(gòu)型式及構(gòu)造

結(jié)構(gòu)體積大，承受荷載大；內(nèi)部受力復(fù)雜。形狀突變處沒有妥善處理。

2 防治大體積混凝土裂縫的材料控制

2.1 水泥

為了減少溫差降低水化熱就要采用早期水化熱低的水泥，由于水泥的水化熱取決于礦物成分和細(xì)度，因而要降低水泥的水化熱應(yīng)選擇礦物成分和調(diào)整水泥的細(xì)度模數(shù)，試驗(yàn)表明，水泥中鋁酸三鈣和硅酸三鈣含量高，水化熱就高，在施工中，優(yōu)先選用水化熱低的中、低熱硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，施工中所用水泥其3天水化熱不宜超過240kJ/kg， 7天水化熱不宜超過270kJ/kg。同時(shí)適當(dāng)降低水灰比，減少水泥用量。

2.2 摻合料和外加劑

摻用混合材料。適當(dāng)摻用粉煤灰混合材料可提高和易性降低水化熱，降低混凝土的絕熱溫升、提高混凝土抗裂能力，在混凝土中摻入粉煤灰代替水泥用量，對(duì)混凝土溫度控制起到緩減作用，但粉煤灰的參量不宜過多，粉煤灰的比重小于水泥的比重，振搗后粉煤灰極易浮在混凝土的表面，造成表面強(qiáng)度較低產(chǎn)生收縮裂縫，因而我們?cè)诠こ讨懈鶕?jù)具體試驗(yàn)情況確定粉煤灰的摻量。

大體積混凝土配制根據(jù)要求不同可摻入緩凝、減水等外加劑，但在施工前一定要做好試配工作，按配合比的要求控制外加劑用量。在混凝土中摻加適量的緩凝劑，混凝土澆筑后，延緩混凝土水化熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間，可以讓更多的熱量通過界面散失出去，延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間從而減少裂縫的出現(xiàn)。在混凝土中摻加適量的減水劑，保持混凝土一定強(qiáng)度時(shí)能減少水泥用量，降低水灰比，改善混凝土的和易性，達(dá)到水灰比的降低及水泥用量的減少對(duì)防止混凝土開裂是有利的。

2.3 粗細(xì)骨料

在泵車輸送管及鋼筋間距的允許下，盡量擴(kuò)大粗骨料的粒徑，因?yàn)榇止橇狭皆酱?，?jí)配越好，孔隙率和總表面積越小，水泥用量就越小。另外控制砂子的含泥量，含泥量越大，收縮變形就越大，裂縫就越嚴(yán)重，故此細(xì)骨料盡量使用含泥量合格的中粗砂。

2.4 水

在混凝土拌合水中加入一定數(shù)量的冰塊，使混凝土入模溫度降低到規(guī)范要求值。

3 大體積混凝土施工技術(shù)措施

由于大體積混凝土形體龐大，混凝土澆筑量大，結(jié)合實(shí)際工程采取一系列必要有效技術(shù)控制措施。主要包括滿足混凝土工程設(shè)計(jì)配合比強(qiáng)度指標(biāo)和抗?jié)B性能指標(biāo)、設(shè)計(jì)構(gòu)造要求、混凝土原材料選擇、混凝土拌合、運(yùn)輸、澆筑，混凝土的保溫保濕養(yǎng)護(hù)以及選擇合理溫控措施等等。

3.1 優(yōu)化混凝土配合比控制

大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)對(duì)收縮裂縫的產(chǎn)生的影響是十分重要的，主要表現(xiàn)為水灰比、砂率及單位體積水泥用量。大體積混凝土配合比的控制嚴(yán)把材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量關(guān)，應(yīng)符合工程設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)、耐久性、抗?jié)B性、體積穩(wěn)定性，合理使用材料、減少水泥用量、降低混凝土絕熱溫升值等。嚴(yán)格控制混凝土從出廠到施工工地的運(yùn)輸時(shí)間，中途嚴(yán)禁加水?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)拌合物塌落度等進(jìn)行檢查，必要時(shí)其配合比設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)通過試泵送驗(yàn)證。

在設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí)，應(yīng)根據(jù)控制混凝土溫升值的要求，提出混凝土制備時(shí)粗細(xì)骨料和拌合用水及入模溫度控制的技術(shù)措施，如骨料用水沖洗降溫；采用冰水拌合混凝土，避免暴曬等等。

不良原配合比會(huì)產(chǎn)生混凝土收縮，引起開裂。因而當(dāng)原材料變化時(shí)應(yīng)重新確定配合比，特別是要加強(qiáng)雨季原材料含水量的計(jì)量與控制。商品混凝土水灰比宜為0.4-0.6，最小水泥用量宜為300kg/m3，砂率宜為38%-45%。

3.2 制定混凝土澆注方案

針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的形式和特點(diǎn)選用不同的施工順序和澆筑方案。特別長(zhǎng)的大體積混凝土應(yīng)征得設(shè)計(jì)單位同意后澆帶、跳倉法或變形縫等措施，避免結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)有害裂縫的出現(xiàn)。澆筑時(shí)嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度，安排好混凝土的分層順序。澆筑時(shí)若外界氣溫過高，可采用在輸送管上加蓋草袋并噴冷水的方法。

大體積混凝土澆注前必須將模板支撐進(jìn)行全面檢查，同時(shí)澆筑前應(yīng)組織有關(guān)人員一起，將混凝土澆筑順序做詳細(xì)交底，施工時(shí)宜從低處沿長(zhǎng)邊自一端向另一端進(jìn)行，可以選擇整體分層連續(xù)澆筑施工或推移式連續(xù)澆筑施工的方式，保證結(jié)構(gòu)的整體性。澆筑過程中不得隨意留置施工縫和任意改變澆筑方向，為防止停電或機(jī)械故障等情況發(fā)生，施工現(xiàn)場(chǎng)備用一臺(tái)泵車和一臺(tái)發(fā)電機(jī)。endprint

3.3 改進(jìn)攪拌工藝，加強(qiáng)振搗

超長(zhǎng)大體積混凝土應(yīng)征得設(shè)計(jì)單位同意采取變形縫、后澆帶或采取跳倉法施工，控制結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)裂縫。每一次澆筑混凝土都要做好人力、機(jī)械設(shè)備的組織安排，確保連續(xù)正常進(jìn)行并盡快完成澆筑?；炷琳駬v時(shí)應(yīng)全部振搗到位保證上下層混凝土結(jié)合良好，提高混凝土與鋼筋的握裹力。同時(shí)大體積混凝土還應(yīng)，澆筑面及時(shí)進(jìn)行二次抹壓處理，減少表面收縮裂縫，增加混凝土的密實(shí)度，提高抗裂能力和均勻性。

為確?；炷恋木鶆蚝兔軐?shí)，提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，應(yīng)配備有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)工人從事混凝土的振搗工作，關(guān)健部位還應(yīng)有質(zhì)監(jiān)人員進(jìn)行監(jiān)督，使用插入式振動(dòng)棒，插點(diǎn)均勻排列，不得遺漏，振搗期間距控制在300mm～400mm，振動(dòng)棒插入深度也必須控制好，底層應(yīng)插到鋼筋底部，以后每層在下層混凝土初凝前插入到表面下5～10cm，每點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間以混凝土表面不再泛泡為止。為提高混凝土與鋼筋的握裹力，提高混凝土的抗裂性，增加混凝土的密實(shí)度，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，我們還應(yīng)采取二次復(fù)振二次抹壓工藝。

3.4 混凝土溫度控制

大體積混凝土的溫度應(yīng)力是造成構(gòu)件裂縫的一個(gè)很主要的因素，為了降低混凝土的內(nèi)外溫差，控制混凝土入模溫度和澆筑施工溫度是一個(gè)很重要的措施。

（1）控制澆筑入模溫度。對(duì)大體積混凝土在溫度較高的季節(jié)施工時(shí)，對(duì)骨料在澆筑、儲(chǔ)存、運(yùn)輸過成中應(yīng)采取冷凝水降溫和遮陽網(wǎng)搭涼棚等措施，從而減低混凝土的入模溫度。同時(shí)應(yīng)避開炎熱的天氣選擇較為適宜的氣溫進(jìn)行澆筑。夏季可采用加入冰水的水或氣溫低的地下水拌合混凝土。預(yù)埋水管或采取強(qiáng)制通風(fēng)措施都能加速模內(nèi)熱量散發(fā)，是降低混凝土入模溫度的有效措施。

（2）控制混凝土澆筑施工溫度。大體積混凝土澆筑分層厚度不大于30～50cm，澆筑時(shí)須密實(shí)振搗，間距均勻，振搗范圍及力波重疊二分之一為宜，混凝土澆筑振搗后1～2小時(shí)可進(jìn)行二次振搗，為提高結(jié)構(gòu)抗剪性能和整體性，防止縱向施工縫，要在下層混凝土在初凝前與上層混凝土緊密結(jié)合。澆筑結(jié)束后，表面抹平壓實(shí)，避免表面裂縫。

（3）加強(qiáng)混凝土的溫度監(jiān)測(cè)工作。為了控制裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)對(duì)原材料、混凝土拌和，入模和澆筑溫度進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，為出現(xiàn)異常情況能及時(shí)調(diào)整溫控措施，我們應(yīng)做到信息化溫控施工，各層混凝土溫控監(jiān)測(cè)工作在混凝土澆筑前就開始進(jìn)行并保持連續(xù)不間斷。在混凝土澆筑后的前最初3天每2-4h測(cè)溫一次，3天后每6h小時(shí)測(cè)溫一次并持續(xù)3天；6天后每12小時(shí)測(cè)溫一次直至混凝土內(nèi)外溫差趨于穩(wěn)定停止測(cè)溫工作。可采用專人多點(diǎn)監(jiān)測(cè)或熱敏溫度計(jì)監(jiān)測(cè)，達(dá)到隨時(shí)掌握和控制混凝土內(nèi)的溫度變化。

在施工測(cè)溫中，當(dāng)混凝土澆筑體溫度在控制要求內(nèi)，則正常澆筑混凝土；當(dāng)混凝土澆筑體的里表溫差大于25℃或澆筑體表面與大氣溫差大于20℃時(shí)，測(cè)溫人員要及時(shí)報(bào)告工地技術(shù)質(zhì)量負(fù)責(zé)人，由有關(guān)人員根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)采取措施降低澆筑溫度，加強(qiáng)保溫或延緩撤除保溫材料時(shí)間等來控制溫差，達(dá)到有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。

3.5 加強(qiáng)大體積混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)措施

大體積混凝土澆筑完成后，應(yīng)做好保溫保濕養(yǎng)護(hù)工作?？筛鶕?jù)工程的具體情況，采用薄膜加草袋或蓄水的養(yǎng)護(hù)方法。在夏季高溫季節(jié)為保證混凝土強(qiáng)度正常增長(zhǎng)，防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生，立即用塑料薄膜或麻袋等覆蓋，保證覆蓋物完好無損，做到潮濕養(yǎng)護(hù)。潮濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間一般不少于14天。夏季應(yīng)注意保濕避免暴曬；冬季為避免發(fā)生急劇的溫度梯度變化采取保溫覆蓋措施。應(yīng)經(jīng)常檢查塑料薄膜或養(yǎng)護(hù)劑涂層的完整情況，保持混凝土表面濕潤(rùn)。

4 結(jié)語

總之，在大體積混凝土的施工中，通過合理選擇和控制混凝土的用料、合理選擇溫控措施、嚴(yán)格控制澆筑質(zhì)量、做好溫度檢測(cè)工作及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)措施等多方面采取有效技術(shù)措施，同時(shí)在施工實(shí)踐中要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高施工技術(shù)水平和更新施工工藝，完全可以控制大體積混凝土溫度裂縫和施工裂縫的發(fā)生。

作者簡(jiǎn)介：王新成（1972-），男，工程師。endprint