大体积砼产生裂缝的原因及其施工技术

试论大体积砼产生裂缝的原因及其施工技术【摘要】：大体积砼具有形体庞大、砼数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、砼绝热温升高和收缩等特点。大体积砼经常出现的问题不是力学上的结构强度，而是砼的裂缝。大体积砼产生裂缝的原因及其施工技术是本文研究的重心。

【关键词】：大体砼裂缝控温防裂施工工艺措施

大体积砼为砼结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起砼内外温差过大而导致裂缝的砼。大体砼土裂缝是大体量砼水泥水化热所产生的温度、收缩变形导致的裂缝，必须控制这种裂缝现浇砼结构。

一、大体积砼产生裂缝的原因

1、砼强度级别高，水泥用量较大，水泥在水化过程中产生大量的热量，收缩变形大，产生裂缝

水泥在水化过程中产生大量的热量，大体积砼浇注后，内部温度远较外部高，形成较高的温差，造成内涨外缩，使构件表面产生很大拉应力以至开裂。对于大体积砼施工阶段来说，由于温度变形而引起的裂缝，可称为“初始裂缝”或“早期裂缝”。因此，防止砼出现裂缝的关键就是控制砼内部与表面的温差。

2、受内外约束条件的影响产生裂缝

约束条件有两种，

外约束和内约束。外约束是指结构物的边界条件，一般指基础或其他外界因素对结构物的约束，水泥水化后期，散发热量大于放

热量，构件温度降低，体积收缩，受边界条件约束，产生拉应力。内约束是由于内部水泥水化热不易散发，表面则易于散发，内部体积膨胀，表面则体积收缩（特别是遇气温骤降或过水），受内部约束，产生拉应力。这时产生的一般是表面裂缝。

3、受外界气温变化的影响产生裂缝

砼内部温度是由于水泥水化热的绝对温度、浇筑温度和砼的散热温度三者的叠加。其中浇筑温度与外界气温有直接关系。外界气温越高，浇筑温度也越高。当温度下降快，会大大增加外层与内部砼的温度梯度。从而产生温差和温度应力，使大体积砼出现裂缝。因此控制砼表面温度与外界气温温差，也是防止裂缝的重要一环。

4、砼的收缩变形产生裂缝

砼的收缩变形包括砼的塑性变形、体积变形、干燥收缩和砼匀质性的影响。砼中80%的水分要燕发，20%的水分是水泥硬化所必需的。随着砼的继续干燥而使20%的吸附水逸出，就会出现干燥收缩。而表面比中心干燥得快，因而在表面产生拉应力而出现裂缝。

5、砼抗拉能力低，产生裂缝

砼是脆性材料，抗压能力较高，抗拉能力较低。抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右；极限拉伸也很小。大体积砼结构设计中，通常要求不出现拉应力或只出现很小的拉应力，但施工中，大体积砼结构由于温度的变化而产生很大的拉应力，要把这种温度变化所引起的拉应力限制在允许范围以内是非常困难的。

二、主要控温防裂技术措施

1、严格控制原材料质量

水泥。砼主要考虑抗裂缝性能好，兼顾低热和高强两方面的要求，部分表层砼，除抗裂性能外，还要求抗冻融性，耐磨性，抗蚀性，强度高及干缩较小，故此施工一般可用低热矿渣水泥，中，高标号的中低热硅酸水泥，此外，采用的水泥应对其品种，级别，包装和散装仓号，出厂日期等进行检查，并应对其强度，安定性及其他必要的性能进行复检，其质量必须符合现行国家标准的规定方可使用。

粗细骨料。粗骨料选用5～40mm单粒级卵石。细骨料采用中粗砂，其细度模数为218。降低砼的干缩。

混合料及外加剂。砼中掺入水泥重量0.25%左右的木质素磺酸钙，可明显延缓水化热释放的速度，推迟水化热峰值的出现；同时可减少10%拌和用水，节约水泥，降低水化热。砼中掺入适量粉煤灰，不仅改善砼的工作度，减少砼的用水量，减少泌水和离析现象；同时代替部分水泥，减少水化热。掺入适量uea膨胀剂，有效地补偿砼干缩冷缩，增加密实性，提高抗渗能力。

2、按高性能砼确定配合比

根据选用的材料，确定砼配合比，采用塔吊运输，砼坍落度控制在3～5cm；c35ps8砼配合比(kg/m3)参考可为水泥:黄砂:石子:水=330:771:1087:173。砼浇筑采用斜面一次浇筑，分层厚度为43cm 左右，在斜面下层砼未初凝时(初凝时间为3h左右)进行上层砼浇筑，在不同部位用3台振动棒分上、中、下3个层次，采用循环推

进,一次到顶的办法，以消除冷凝，增强砼的密实性，保证防水质量。

3、砼测温

为了掌握大体积砼的温升和温降的变化规律，及时了解温差对大体积砼质量的影响，对砼进行全过程的监测控制。测温点的布置要有代表性，沿浇筑的高度布置在底部、中部和表面，垂直测点间距为80cm左右；平面则布置在边缘和中间，平面测点间距取5m.

采用预留孔洞的方法测温，一个测温孔只能反映一个点的数据。在温度上升阶段（1-3天龄期内）第2-4h测一次，温度下降阶段第

8h测一次，同时应测大气温度。测温工具选用半导体液晶显示温度计。在测温过程中，当发现温度差超25℃时，若在砼温升阶段，要尽量减少覆盖，尽量让其降温；若在砼降温阶段，要及时加强保温或延缓拆除保温材料。

三、大体积砼的施工工艺措施

1、严格按技术规范施工

分块分层浇筑砼，有利于错开拌合物内各层的水化时刻，分散砼的放热峰值。一般在第一层砼还未初凝时，浇注上一层。在振捣上一层时，振动棒应插入下一层50～100mm，以消除两层之间的接缝，振动时间不宜过长，防止石子下沉造成砼结构不均匀。在浇筑完毕到砼初凝之前，粗抹面一次，砼接近终凝时，应用木模第二次抹光，消除砼表面的龟裂裂纹。采取措施控制浇筑温度，如拌和用水以碎冰形式加进砼拌合物中，使新拌砼的温度被限制在6℃左右；

在施工现场搭建遮阳蓬，防止烈日爆晒砼表面等。必要时可以预埋冷却水管，用循环水进行人工导热，以降低砼的内部温度。

2、养护工作

养护是大体积砼施工中的一项十分关键的工作。做好砼的养护，适当延长拆模时间，能有效提高砼强度，减少砼表面的温度梯度；降温时采取保温保湿养护，能使砼缓慢降温，充分发挥砼的徐变松弛效应，消减温度收缩应力，促进砼强度的正常发展及防止裂缝的产生和发展。对大面积的底板面，一般可采用一层塑料薄膜作保温保湿养护。结构侧面可在模板外侧用两层草袋养护。养护工作必须根据测温值与温差，及时调整养护措施（调节降温率）。尽可能多养护一段时间（一般不少于15d），拆模后应立即回填土或再用塑料薄膜保护，及早回填是较好的养护方法。此外，在控制内外温差的前提下，应尽可能推迟保温层开始覆盖的时间，以避免增加砼的最高温度。

参考文献：

1 鲁维红大体积混凝土施工的裂缝控制措施[j];安徽建

筑;2007年03期

2 杨亚波基于裂缝控制理论的大体积混凝土施工技术[j];安

徽建筑;2009年04期

3 王爽李霞大体积混凝土配合比试验与施工控制分析[j];东

北电力大学学报(自然科学版);2008年02期

4 高昇伟王锋金杰锋;;某底板大体积混凝土裂缝分析和预防