大体积混凝土开裂的主要控制措施

　　摘要：近年，我国的大型、特大型工程日益增多，大体积混凝土工程也越来越多。大体积混凝土在固化过程释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用。由此而产生的温度和收缩应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素，从而影响结构的整体性、防水性和耐久性，成为结构的隐患。为此大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制。

　　关键词：大体积混凝土;裂缝;温度

　　Abstract: in recent years, China's large and super large engineering is growing and mass concrete project also more and more. Mass concrete curing process in the release of the hydration heat will produce larger temperature change and shrinkage effect. This leads to the temperature and shrinking stress cracks in concrete is the main factors which affect the structure of integrity, waterproof and durability, become the hidden trouble of the structure. For this mass concrete must be considered in the construction of crack control.

　　Keywords: mass concrete; Crack; temperature

　　中图分类号：TV544+.91 文献标识码：A 文章编号：

　　所谓大体积混凝土，是指其结构尺寸已经大到必须采取相应的技术措施，妥善处理温度差值、合理解决温度应力、并按裂缝开展处理的混凝土。同时，施工技术和混凝土技术的发展也在很大程度上促进了大体积混凝土基础的广泛应用，大体积混凝土在工程中的应用日趋广泛。伴随着大体积混凝土的广泛应用，大体积混凝土结构裂缝的危害性越来越引起工程设计和施工人员的关注，大体积混凝土长度、宽度、厚度尺寸均较大，混凝土浇筑面和浇筑量大，整体性要求高，往往不允许留施工缝。因此对混凝土施工技术要求较高，特别在施工中混凝土浇筑后水泥的水化热量大且聚集在构件内部，形成较大的内外温差，一般可高达50一55℃，甚至更高，容易造成混凝土表面产生收缩裂缝等，混凝土裂缝的产生不仅会影响构件的安全，而且可能会影响到整个建筑物的安全性。而温度应力是引起大体积混凝土裂缝的主要原因。因此，控制温差、减小温度应力以防止在大体积混凝土中出现温度裂缝对工程建设具有重要意义。

　　1裂缝产生的原因分析

　　造成大体积混凝土开裂的主要原因有两个：一是水泥在水化过程中所产生热量的不均匀传递，导致大体积混凝土的内外温差过大，混凝土内部的自我约束及地基不均匀沉降带来的外来约束相互作用，从而产生了温差裂缝;二是因为混凝土在成形过程中收缩而产生的应力导致了收缩裂缝的产生。施工规程要求，混凝土内外温差不应超过25℃，温度陡降时不应超过10℃。由此可见，如果在施工过程中严格控制温差，是可以有效防止混凝土裂缝产生的。

　　2大体积混凝土开裂的主要控制措施

　　2.1原材料控制措施

　　尽量选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)，或利用混凝土的后期强度(90～180d)，以降低水泥用量，减少水化热(因为每加减10kg水泥，温度会相应增减1℃，水化热与水泥用量成正比)。在条件许可的情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期(1～5d)可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力可部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

　　适当掺加粉煤灰。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。

　　选择级配良好的骨料。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%～83%，因此在选择骨料时，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。一般来说，可以选用粒径4～40mm的粗骨料，尽量采用中砂;严格控制砂、石子的含泥量(石子在1%以内，砂在2%以内)，控制水灰比在0.6以下;还可以在混凝土中掺缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热。另外还可以考虑在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝、冲洗干净、规格为150～300mm的大块石。掺加大块石不仅减少了混凝土总用量，降低了水化热，而且石块本身也吸收了热量，使水化热能进一步降低，对控制裂缝有一定好处。

　　适当选用高效减水剂和引气剂，这对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。

　　2.2施工方法

　　控制措施大体积混凝土施工时内部应适当预留一些孔道，在内部通循环冷水或冷气冷却，降温速度不应超过0.5～1.0℃/h。对大型设备基础可采用分块分层浇筑(每层间隔时间5～7d)，分块厚度为1.0～1.5m，以利于水化热散发和减少约束作用。当混凝土浇筑在岩石地基或厚大的混凝土垫层上时，在岩石地基或混凝土垫层上铺设防滑隔离层(浇二度沥青胶、撒铺5mm厚砂子或铺二毡三油)，将底板高低起伏和截面突变处做成渐变化形式，以消除或减少约束作用。此外，还应加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。尽量采用两次振捣技术，以改善混凝土强度，提高抗裂性。还可根据具体工程特点，采用UEA补偿收缩混凝土技术。

　　2.3温度控制措施

　　混凝土温度和温度变化对混凝土裂缝是极其敏感的。当混凝土从零应力温度降低到混凝土开裂温度时，混凝土拉应力超过了此时的混凝土极限拉应力。因此，应通过降低混凝土内水化热温度和混凝土初始温度，减少和避免裂缝风险。人工控制混凝土温度的措施对早期因热原因引起的裂缝作用不明显。比如表面保温材料保护可以减少内外温差，但不可避免地招致混凝土体内温度很高，从受约束而导致贯穿裂缝的角度看，是一个潜在恶化裂缝的条件，因为体内热量迟早是要散发掉的。另外，人工控制混凝土温度还需注意防止过速冷却和超冷，过速冷却不仅会使混凝土温度梯度过大，而且早期的过速超冷会影响水泥-胶体体系的水化程度和早期强度，更易产生早期热裂缝。超冷会使混凝土温差过大，引起温差裂缝。因此，浇筑时间应尽量安排在夜间，以最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时，要求在砂、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，可在水平及垂直泵管上加盖草袋并喷冷水。

　　工程实践表明，大体积混凝土裂缝的发生是由多种因素引起的。因此在工作中我们应该找到影响大体积混凝土开裂的直接原因，针对裂缝产生的原因，采取相应的预防和处理措施，在施工中严格按照规定来实施，完全可以控制住大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生，达到良好的自防水抗渗效果。

　　参考文献：

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　　[3]吴立峰，王海波.大体积混凝土施工裂缝控制的应用[J].建筑技术开发，2008，(08).