大体积混凝土裂缝控制及处理

大体积混凝土裂缝控制及处理

摘要：大体积混凝土的固化过程会释放大量的水化热，产生较大的温度和收缩变化，从而导致大体积混凝土产生裂缝，影响结构的耐久性。本文主要从大体积混凝土产生裂缝定义、原因、大体积混凝土裂缝控制措施两方面，对大体积混凝土配比优化设计及裂缝控制技术进行相应探讨。

关键词：大体积混凝土；混凝土裂缝；控制措施

引言

随着国民经济的发展和建筑技术的提高，大型建筑物不断增多，高层建筑基础和大型设备基础混凝土结构截面尺寸较大，底板厚度比较厚，大体积混凝土施工越来越普遍。但是，由于大体积混凝土中水泥的水化热较大导致表面易出现纵横交错的裂缝，影响混凝土外观质量，严重者会出现深入和贯穿性的裂缝，往往会降低结构的耐久性，削弱构件的承载力，可能危害到建筑物的安全使用。所以，如何采取有效措施防止大体积混凝土开裂，是工程界普遍关注的一个问题。

一、大体积混凝土裂缝形成的原因

1、温度应力引起裂缝

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其它外加材料混合而成的非均质脆性材料，由于施工和本身变形约束等一系列因素，硬化成形的混凝土存在着众多的微孔隙、气穴和微裂纹。大体积混凝土浇筑后，在水泥硬化过程中产生大量的水化热，因体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面温度随外界环境温度的变化而变化，这样就形成了内外较大的温差。较大的温差使内外热胀冷缩的程度不一致，使混凝土产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。

2、混凝土搅拌不当

在混凝土的搅拌过程中，搅拌作业的技术操作也直接影响到大体积混凝土材料的性质，所以在对现有的大体积混凝土材料进行搅拌的过程中，也要重视对各种材料的配比的严格管理，并且对不同的材料投入的顺序以及投入的时间都应该进行严格的控制，如果混凝土的搅拌不够均匀，就容易导致其硬度和强度发生变化，以至于无法达到相关的混凝土使用标准。

3、混凝土用水量不当

在混凝土材料的拌合和配比过程中，用水量对于材料的性质的影响是十分重要的，所以为了更好的控制和保证大体积混凝土材料的性质，就必须要重视对用水量的控制。一般来说，在混凝土材料的拌合过程中，如果水分的含量过大，就会导致材料的水分残留，因而形成较多的水泡，不利于混凝土材料的硬度的形成，

而材料的水分过少，则会导致材料的干缩引起的变形问题的产生，也就不利于材料的强度的形成。

4、水泥水化热过大

所谓水泥的水化热，就是在水泥混凝土材料的拌合过程中，由于水泥材料在使用和拌合过程中会产生较大的热量，这种热量对于水泥混凝土材料的凝结和硬度等都会产生较大的影响，水化热过大非常容易直接导致大体积混凝土的裂缝的产生。

5、骨料质量波动过大

所谓骨料，就是在混凝土材料的拌合过程中所需要的基本的砂石材料，这些材料由于占整个水泥混凝土材料的百分之七十到八十，所以对于混凝土材料的质量的影响是非常大的。由于各种自然因素和客观因素的影响，这些骨料在使用过程中都会发生各种各样的材料性质的变化，因而也就会导致骨料的含水量和坚固性等无法达到相应的施工要求和施工标准，这种情况下为了更好的实现对骨料的管理，必须要严格的控制存放环境的温度和湿度，因为骨料自身的性质决定了其比较容易受到周围环境的影响。

二、混凝土裂缝控制技术

1、优化施工配料

（1）严格控制用水量。大体积混凝土材料的拌合过程中，需要用到大量的水，水量的控制合理与否将直接的关系到其混凝土材料的质量，也是避免出现裂缝问题的重要的质量控制环节，因此有关部门应该对混凝土材料拌合时的水灰比进行严格的计算还望把关。（2）降低水泥水化热。在大体积混凝土工程中，温差裂缝主要就是因水泥水化热造成过大的内表温差引起的，因此降低水泥水化热对大体积混凝土来说是相当重要的。在实际工程中，应优先选用低热高强的水泥，同时还可以适量掺加一些掺和料以取代水泥，比如粉煤灰，这样不但增加了混凝土的粉末效应，而且减小了水泥用量，减少了水泥水化释放的热量。（3）严格控制骨料质量。在进行混凝土拌制前，要对长期放置的骨料含水量、含泥量、坚固性等进行重新检查，按重新检查后的结果进行配料，从而提高混凝土的质量，提高其抗拉强度，控制了裂缝的继续发展。（4）利用一些外加剂，延缓混凝土的凝结时间。外加剂的数量以实验室开出的配合比为准。

2、采用切实可行的施工工艺

根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的施工方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土

出料口，主要解决上部混凝土的振实;由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。

3、混凝土浇筑控制措施

要想提高施工效率，就应该尽量避免顶层混凝土产生裂纹，同时在施工中应该注意在第一层混凝土初凝的时候，在满足其泵送的前提下尽量降低混凝土塌落度。同时加强二次振捣的作用，减少内部气泡的产生。当第一次混凝土浇筑强度达到一定数量之后，就应该用人工的方法凿出混凝土表面水泥泥浆和松弱层，之后再用空压机进行相应清洁。再次浇筑混凝土的时候，要先对混凝土表面进行湿润，再平铺一层厚度为2cm水泥浆，并保证其浇筑过程中是分块进行的，最后在砂浆初凝前做好第一次混凝土覆盖。在搅拌过程中，最好搭上凉棚，以避免原材料和混凝土运输路线直接受阳光曝晒而使水泥产生水化反应，不能发挥其应有作用。

4、混凝土温度控制

温差裂缝是混凝土裂缝中最常见的，应控制混凝土的入模温度在5℃-30℃之间，内部最高温度不宜超过65℃,混凝土内部温度与表面温度之差不宜大于25℃、表面温度与环境温度之差不宜大于20℃（墩台、梁体混凝土不宜大于15℃），养护用水与混凝土表面温度之差不得大于15℃。

在炎热的夏季施工时，可采用以下办法来降低混凝土温度：搭设遮阳棚，并用冷水对砂石料降温；在搅拌机内添加冰水；用液氮冷却搅拌车罐体；混凝土内部埋设冷却水管。冬季施工主要采取加热拌合用水措施，既简便又容易控制水温，散热小，加热水所消耗的能量仅为同质量骨料的四分之一，经济合理。因此在需要加热的情况下优先考虑提升水温。但是水温不能过高，以免水泥发生速凝，影响混凝土耐久性，严重时还能导致堵管。当水温提升较高时还应改变投料顺序，使得热水先与骨料拌和均匀，再投入水泥和矿物掺合料，避免热水与水泥直接接触，导致不良反应发生。

5、混凝土养护措施

在对混凝土进行养护的时候，可以采取内降和外保措施。内降就是利用循环水进行对浇筑后的混凝土进行降温，在实际测量之前，必须保证管内的水温在10℃左右，出管的时候其最高水温必须符合相应标准，这样冷却水就能将混凝土大部分热量带走，以保证混凝土内部温度。外保就是对建筑后混凝土表面的温度进行控制，并将浇筑后混凝土表面内外温度控制在一定范围内。在大体积混凝土施工中，养护采取的方法一般为蓄水养护。

6、加强技术管理

加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照施工方案及技术交底的要求指导施工，明确分工，责任到人。加强计量监测工作，定时检查并做好详细记录。