浅析大体积混凝土结构裂缝控制的措施

浅析大体积混凝土结构裂缝控制的措施

发表时间：2016-01-04T16:34:59.107Z 来源：《基层建设》2015年18期供稿作者：李辉

[导读] 本文首先介绍了大体积混凝土裂缝的原因和控制要求，其次对大体积混凝土结构裂缝控制的设计措施、材料措施、施工措施进行了详细分析，供技术人员在处理具体问题时参考。

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摘要：本文首先介绍了大体积混凝土裂缝的原因和控制要求，其次对大体积混凝土结构裂缝控制的设计措施、材料措施、施工措施进行了详细分析，供技术人员在处理具体问题时参考。

关键词：大体积混凝土；裂缝；措施

0 引言

混凝土结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象。大体积混凝土结构出现裂缝更普遍。在全国调查的高层建筑地下结构中，底板出现裂缝的现象占调查总数的20%左右，地下室的外墙混凝土出现裂缝的现象占调查总数的80%左右。所以，混凝土结构的裂缝是建筑工程长期困扰的一个技术难题，一直未能很好地解决。

根据国内外的调查资料，工程实践中结构物的裂缝原因，属于由变形变化引起的约占80%以上，属于荷载引起的约占20%左右。在大体积混凝土工程施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。因此，控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度，防止混凝土出现有害的温度裂缝是其施工技术的关键问题。

1 裂缝控制的材料措施

（1）掺合料及外加剂的使用。国内当前用的掺合料主要是粉煤灰，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，同时可代替水泥，降低水化热。掺加量为水泥用量的15%，降低水化热15%左右。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂，不仅使混凝土工作性能有了明显的改善，同时又减少10%拌和用水，节约10%左右的水泥，从而降低了水化热。一般泵送混凝土为了延缓凝结时间，要加缓凝剂，反之凝结时间过早，将影响混凝土浇筑面的粘结，易出现层间缝隙，使混凝土防水、抗裂和整体强度下降。为了防止混凝土的初始裂缝，宜加膨胀剂。

（2）应优先采用水化热低的矿渣水泥配制大体积混凝土。所用的水泥应进行水化热测定，水泥水化热测定按现行国家标准《水泥水化热试验方法》测定，要求配制混凝土所用水泥7d的水化热不大于250kJ/kg。

（3）采用5～40mm颗粒级配的石子，控制含泥量小于1.5%。

（4）采用中、粗砂，控制含泥量小于1.5%。

（5）为了减少水泥用量，降低混凝土浇筑块体的温度升高，经设计单位同意，可利用混凝土60d后期强度作为混凝土强度评定、工程交工验收及混凝土配合比设计的依据。

（6）采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值，可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用，这是大体积混凝土配合比选择的特殊性。强度等级在C20～C35的范围内选用，水泥用量最好不超过380kg/m3。

2 裂缝控制的设计措施

（1）当基础设置于岩石地基上时，宜在混凝土垫层上设置滑动层，滑动层构造可采用一毡二油，在夏季施工时也可采用一毡一油。（2）避免结构突变产生应力集中。转角和孔洞处增设构造加强筋。

（3）大块式基础及其他筏式、箱式基础不应设置永久变形缝及竖向施工缝。可采用“后浇缝”和“跳仓打”来控制施工期间的较大温差及收缩应力。

（4）以预防为主。在设计阶段就应考虑到可能漏水的内排水措施，以及施工后的经济可靠的堵漏方法。

（5）大体积混凝土基础除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋，以构造钢筋来控制裂缝，配筋应尽可能采用小直径、小间距。采用直径8～14mm的钢筋和100～150mm间距是比较合理的。全截面的配筋率不小于0.3%，应在0.3%～0.5%之间。

（6）大体积混凝土的强度等级宜在C20~C35范围内选用，利用后期强度R60。随着高层和超高层建筑物不断出现，大体积混凝土的强度等级日趋增高，出现C40～C55等高强混凝土，设计强度过高，水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内部温度高，混凝土内外温差超过30℃以上，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。竖向受力结构可以用高强混凝土减小截面，而对于大体积混凝土底板应在满足抗弯及抗冲切计算要求下，采用C20～C35的混凝土，避免设计上“强度越高越好”的错误概念。

考虑到建设周期长的特点，在保证基础有足够强度、满足使用要求的前提下，可以利用混凝土60d或90d的后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度升高。

3 裂缝控制的施工措施

3.1 混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，并应符合下列规定：

①保温养护措施，应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求；②保温养护的持续时间，应根据温度应力加以控制、确定，但不得少于15d，保温覆盖层的拆除应分层逐步进行；③在保温养护过程中，应保持混凝土表面的湿润。

保温养护是大体积混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力；其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体承受外约束应力的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。同时，在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件，使混凝土在良好的环境下养护。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求，来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施。

3.2 混凝土的浇筑方法可用分层连续浇筑或推移式连续浇筑，不得留施工缝，并应符合下列规定：

（1）混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定，当采用泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不大于