淺析在施工中的大體積混凝土裂縫控制

張光寧

摘 要：大體積混凝土結(jié)構(gòu)物施工時技術(shù)難度較大，并容易產(chǎn)生裂縫。本文分析了大體積混凝土施工過程中裂縫產(chǎn)生的原因，并結(jié)合實際的工程提出相應的防控措施，產(chǎn)生了一定的效果。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;裂縫;原因;防控措施

中圖分類號：TU755.7 文獻標識碼：A

1 工程概況

江蘇某高速公路項目主要工程量有：路基挖方：5.4萬m3，路基填方147萬m3，濕噴樁16.9萬延米，雙向土工格柵4.1萬m2，碎石土回填1.7萬m3;設通道32處，涵洞35道，其中大型的通道兩座。

1#通道，通道結(jié)構(gòu)形式為34.18*8*4，一次澆筑混凝土量為572.9m3，采用C30混凝土澆筑。

2#通道，通道結(jié)構(gòu)形式為34.11*8*4，一次澆筑混凝土量為571.7m3，采用C30混凝土澆筑。

2 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析

2.1 混凝土的收縮的影響

混凝土在空氣中硬結(jié)時體積減小的現(xiàn)象稱為混凝土收縮?；炷猎诓皇芡饬Φ那闆r下的這種自發(fā)變形受到外部約束時，將在混凝土中產(chǎn)生拉應力，使得混凝土開裂。引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮。初期主要是水泥水化凝固結(jié)硬過程中產(chǎn)生的體積變化，后期主要是混凝土內(nèi)部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。

2.2 外界氣溫、濕度變化

大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對裂縫的產(chǎn)生有著很大的影響?；炷羶?nèi)部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高;如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度梯度。如果外界溫度下降過快，會造成很大的溫度應力，極易引發(fā)混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2.3 水泥水化熱的影響

水泥水化過程中放出大量的熱，因為混凝土內(nèi)部和表面的散熱條件不同，因此混凝土中心溫度很高，這樣就會形成溫度梯度，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應力，表面產(chǎn)生拉應力，當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。

2.4 外部荷載的影響

結(jié)構(gòu)物在施工及使用過程中承受兩大類荷載，第一類荷載，包括永久荷載、可變荷載、風雪的荷載等;第二類荷載，包括溫度、收縮及不均勻沉陷等。外界溫度的變化對混凝土的影響也不容忽視。

3 本工程采用的防治方法和取得的效果

（1）適當延長混凝土的脫模時間。混凝土的早期強度沒有形成之前不能脫模。一般脫模時間：夏天在澆筑日期5天之后為佳;冬天在澆筑日期7天之后為佳。非承重的可適當提前。

（2）選擇適當?shù)呐浜媳?。①本工程采? mm～31.5 mm碎石連續(xù)級配，最佳粗細骨料級配，增加混凝土密實度，減少收縮、徐變。②在配合比中加入粉煤灰，由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產(chǎn)物進行二次反應，是其活性的來源，可以取代部分水泥，從而減少水泥用量，降低混凝土的熱脹。③在配合比中使用外加劑。外加劑的主要作用是改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強度或在保持混凝土一定強度時減少水泥用量，減小水化熱的產(chǎn)生。

（3）加強后期養(yǎng)護混凝土養(yǎng)護主要是保持適當?shù)臏囟群蜐穸葪l件。保溫能減少混凝土表面的熱擴散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫?；炷翝沧⑼戤吅蠹崔D(zhuǎn)入養(yǎng)護階段。本工程采用了三項養(yǎng)護措施：混凝土表面收光后立即覆蓋一層塑料薄膜，以防止早期失水出現(xiàn)塑性裂縫;根據(jù)測溫結(jié)果，適時在塑料薄膜上覆蓋兩層土工布保溫;在塑料薄膜下適時補水，以保證水泥發(fā)揮補償收縮作用的充分條件。在氣溫較高（尤其超過30℃）時，澆水養(yǎng)護是保證砼強度的關(guān)鍵。工地現(xiàn)場使用小型水泵澆水，并在砼澆筑12小時內(nèi)對砼覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護。薄膜養(yǎng)護采用一次性材料，始終保持塑料薄膜內(nèi)有凝結(jié)水，后續(xù)工序應盡量避免對塑料薄膜的破壞。避免了混凝土因干燥而產(chǎn)生干縮裂紋。養(yǎng)護一般在7天以上。

（4）優(yōu)化澆筑工藝，面分層，薄層澆筑，連續(xù)推進。澆注過程中要進行振搗方可密實，振搗時間應均勻一致以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實、抹平，以防止表面裂縫;澆注混凝土要求分層澆注、分層流水振搗，同時要保證上層混凝土在下層初凝前結(jié)合緊密;避免縱向施工縫、提高結(jié)構(gòu)整體性和抗剪性能;盡量避開在太陽輻射較高的時間澆筑。對已澆筑的混凝土，在終凝前進行二次振動，可排除混凝土因泌水，在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結(jié)力和抗拉強度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。

（5）1#通道一脫模時間為5天，后期養(yǎng)護沒有采用塑料薄膜和土工布。在施工后一個月左右出現(xiàn)兩條裂縫。

（6）2#通道脫模時間為7天，后期養(yǎng)護采用塑料薄膜和土工布等養(yǎng)護措施。在施工后到目前為止還沒有出現(xiàn)裂縫，取得了較好的效果。

4 其它防治大體積混凝土裂縫的方法

（1）選擇合適的原材料?；炷恋氖湛s裂縫往往在施工的早期就產(chǎn)生了，其自身收縮是混凝土硬化過程中水泥與水發(fā)生水化反應生成新的化學物質(zhì)，導致自身體積縮小?；炷磷陨硎湛s的大小與水灰比、細摻料的活性、水泥細度等因素有關(guān)。用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大;水泥細度越大，混凝土的收縮越大，且發(fā)生的收縮時間越長;因此選用大的骨料，并盡可能的多用骨料，則可以減小干縮，同時要嚴格控制粗細骨料的含泥量。

（2）控制混凝土的出場溫度。混凝土的拌制過程中，要嚴格控制原材料計量準確，同時嚴格控制混凝土出機塌落度;要盡量降低混凝土拌合物出機口溫度，拌合物可采取以下兩種降溫措施：一是送冷風對拌和物進行冷卻，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的溫度控制在6℃左右。

（3）降低混凝土內(nèi)外溫差，“內(nèi)排”并“外?！?，一般要求混凝土內(nèi)外溫差不超過25℃，具體實施辦法為：①降溫冷卻水管布設：在澆筑墻體混凝土前，鋼筋綁扎好后立模前預先在混凝土內(nèi)按1 m的層距布設降溫冷卻水管，混凝土澆注完成后，即可在該層水管內(nèi)通水。通過水循環(huán)，帶走砼內(nèi)部的熱量，使混凝土內(nèi)部的溫度降低到要求的限度。②攪拌工藝：采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝，可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)力增大，從而節(jié)約水泥，并進一步減少水化熱和裂縫。③振搗工藝：混凝土分層澆筑，分層振搗，適當控制入模厚度和振動技術(shù)，每層澆筑厚度為40 cm，設置施工縫聯(lián)結(jié)鋼筋。待每薄層混凝土全斷面布料振搗完畢，再從一頭向另一頭循環(huán)澆筑。

5 結(jié)語

大體積混凝土的裂縫特別是表面裂縫，主要是由于內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生的。對大體積混凝土這種拉應力較大，容易超過混凝土抗拉強度而產(chǎn)生裂縫。

因此，加強養(yǎng)護是防止混凝土開裂的關(guān)鍵之一。要對混凝土裂縫進行認真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，在養(yǎng)護中要加強溫度監(jiān)測和管理，及時調(diào)整保溫和養(yǎng)護措施，延緩升降溫速率，保證混凝土不開裂，有效的確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量。有些橋梁大體積承臺或橋臺的施工還可以在混凝土內(nèi)摻入適量的塊石，減少水泥水化熱使混凝土的溫度升高，避免裂縫的產(chǎn)生。通過對南通至洋口港區(qū)高速公路TY-TZ1施工標兩個大型通道的施工總結(jié)，為今后的類似工程施工積累了施工經(jīng)驗。

參考文獻：

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[2]段崢，馬朝雪，王莉莉.現(xiàn)澆大體積混凝土裂縫的成因與防治[J].混凝土，2003，25（05）：48-58.