試論大體積混凝土裂縫的控制摘要：大體積混凝土工程由于結(jié)構(gòu)截面大，混凝土澆注后，水泥放出大量水化熱，混凝土溫度升高，而且混凝土導(dǎo)熱不良，相對(duì)散熱較小。因此，混凝土內(nèi)部水化熱積聚不易散發(fā)，外部則散熱較快，很容易由于溫度的不均衡分布產(chǎn)生應(yīng)力，故而產(chǎn)生溫度裂縫。文章地介紹了大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的機(jī)理，并從材料、設(shè)計(jì)、施工方面提出控制手段。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土施工；裂縫；溫度應(yīng)力；測溫

近年來，全國各地工程規(guī)模日趨擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)形式日益復(fù)雜，工業(yè)與民用建筑中對(duì)大體積混凝土需求越來越多。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑后水泥的水化熱量大，體積大，表面小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差較大時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，由此帶來嚴(yán)重的危害，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用，所以必須從根本上分析它，來保證施工的質(zhì)量。

一、大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的種類、形態(tài)及成因分析

大體積混凝土一般是指實(shí)體截面最小尺寸大于或等于1m的混凝土構(gòu)件。它的表面系數(shù)比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快?；炷羶?nèi)外溫差較大時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用混凝土裂縫分為以下幾種類型：（1）彎距剪力等外力荷載引起的裂縫；（2）干燥收縮引起的裂縫；（3）混凝土自身收縮引起的裂縫；（4）溫度裂縫。

大體積混凝土工程，水泥用量多，結(jié)構(gòu)截面大，混凝土澆注后，水泥放出大量水化熱，混凝土溫度升高。由于混凝土導(dǎo)熱不良，體積過大，相對(duì)散熱較小。因此，混凝土內(nèi)部水化熱積聚不易散發(fā)，外部則散熱較快，依據(jù)熱脹冷縮的原理，結(jié)構(gòu)自身約束由伴隨溫度變化引起的建筑物體積變化產(chǎn)生應(yīng)力，一但拉伸應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度則混凝土產(chǎn)生裂縫。

二、大體積混凝土裂縫的控制手段

控制大體積混凝土開裂必須從兩方面入手。一方面，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，使其足夠大，大到各種因素引起的開裂應(yīng)小于它；另一方面，控制溫度應(yīng)力，使其盡可能小，永遠(yuǎn)小于混凝土的抗拉強(qiáng)度。要避免混凝土裂縫的產(chǎn)生就需要從材料、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)上來進(jìn)行控制。

（一）材料控制

1．水泥：優(yōu)先采用低強(qiáng)度水泥，水泥含堿量應(yīng)小于0.6%，此外，應(yīng)進(jìn)行水化熱檢驗(yàn)，7d水化熱不宜大于250kj/kg。

2．骨料：粗骨料應(yīng)采取連續(xù)級(jí)配或合理的摻配比例，含泥量不得大于1%，泥塊含量不得大于0.25%，細(xì)骨料選用粗砂或中砂，含泥量不得大于1%，泥塊含量不得大于0.5%。

3．摻合料：優(yōu)先采用磨細(xì)礦粉，因其比粉煤灰更具耐久性，更有效降低每立方米砼中的水泥用量。

4．膨脹劑：摻入適量膨脹劑，它能對(duì)砼起補(bǔ)償收縮作用，減少砼的溫度應(yīng)力，但含堿量不應(yīng)大于0.75%。

5．外加劑：選用低收縮率的外加劑，應(yīng)有7d、28d收縮率試驗(yàn)報(bào)告，任何齡期砼的收縮率均不得大于基準(zhǔn)砼的收縮率、外加劑每立方米砼帶入堿量不得超過1kg，選用高效的緩凝劑和減水劑，減少水泥用量，推遲水化熱的峰值期。

6．水：水源對(duì)大體積混凝土的影響主要是在攪拌溫度控制上，大體積混凝土攪拌時(shí)必要時(shí)采用冰水混合攪拌，以降低混凝土入模溫度。

（二）設(shè)計(jì)控制

1．合理的平立面設(shè)計(jì)：采用合理的平面的立面的設(shè)計(jì)，避免截面突變，從而減小約束應(yīng)力。

2．合理使用鋼筋：合理布置分布鋼筋，盡量采用小直徑，密間距。全截面配筋率不小于0.3%，應(yīng)在0.3%~0.5%之間。

3．混凝土的選定：避免采用高強(qiáng)混凝土，盡可能選用中、低強(qiáng)度的混凝土。

4．設(shè)置滑動(dòng)層：考慮到基礎(chǔ)同時(shí)受到地基和樁基的約束，在基礎(chǔ)的下底面設(shè)置滑動(dòng)層來減小其約束，降低混凝土內(nèi)部的約束應(yīng)力。

（三）施工控制

1．優(yōu)化混凝土配合比：（1）現(xiàn)場砼坍落度：泵送宜為80mm～140mm，坍落度允許偏差±15mm，到達(dá)現(xiàn)場坍落度損失不應(yīng)大于30mm/h，總損失不應(yīng)大于60mm；（2）盡可能降低砼的干縮與溫差收縮，由于砼最高純熱值溫升tmax與每m3砼內(nèi)的水泥用量成線性正比關(guān)系，應(yīng)根據(jù)選用的原材料不同、水泥試驗(yàn)的富余標(biāo)號(hào)不同，進(jìn)行各種試配，最后確定最佳配合比。

2、混凝土的澆筑與振搗：

（1）全面分層：即在第一層全面澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層，此時(shí)應(yīng)使第一層混凝土還未初凝，如此逐層連續(xù)澆筑，直至完工為止。采用這種方法，適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸不宜太大，施工時(shí)從短邊開始，沿長邊推進(jìn)比較合適。

（2）分段分層：混凝土澆筑時(shí)，先從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多，所以澆筑到頂后，第一層末端的混凝土還未初疑，又可以從第二段依次分層澆筑。這種方法適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少，結(jié)構(gòu)物厚度不太大，面積或長度較大的工程。

（3）斜面分層：要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長度大大超過厚度3倍的情況?；炷翝仓酉露碎_始逐漸上移?；炷恋恼駬v也要適用斜面分層澆筑工藝，一般在每個(gè)斜面層的上、下各布置一道振動(dòng)器。上面的一道布置在混凝土卸料處，保證上部混凝土的搗實(shí)；下面的一道振動(dòng)器布置在近坡腳處，確保下部混凝土密實(shí)。隨著混凝土澆筑的向前推進(jìn)，振動(dòng)器也相應(yīng)跟上。

（4）厚1.0mm內(nèi)砼宜采用平推澆筑法，同一坡度，薄層循序推進(jìn)依次澆筑到頂，厚1.0mm以上宜分層澆筑，每一澆筑層采用平推澆筑法，厚度超過2m時(shí)，可考慮留置水平施工縫。

（5）設(shè)置后澆縫，當(dāng)大體積砼平面尺寸過大時(shí)，可適當(dāng)設(shè)置后澆縫，以減少外約束力和溫度應(yīng)力，同時(shí)利于散熱，降低砼內(nèi)部溫度。

（四）養(yǎng)護(hù)控制

養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。為保證新澆砼有適宜的硬化條件，防止早期干縮產(chǎn)生裂縫，大體積砼澆筑完畢后，要加以覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù)，普通硅酸鹽水泥拌制的砼不得少于14天，其它水泥不少于21天。養(yǎng)護(hù)方法分降溫法和保溫法，夏季施工時(shí)一般可使用草袋覆蓋、灑水、蓄水養(yǎng)護(hù)或噴刷養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)。冬季施工時(shí)，由于環(huán)境氣溫較低，一般可利用保溫材料提高新澆筑砼表面和四周溫度，減少砼的內(nèi)外溫差。在混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)：

1．為了掌握大體積砼的溫升和降溫的變化規(guī)律以及各種材料在各種條件下的溫度影響，需要對(duì)砼進(jìn)行溫度監(jiān)測控制。大體積砼的溫度變化在1h～72h變化最大，這段時(shí)間要每2h測量一次，4d～7d每4h測量一次，其后為8h一次，整個(gè)測量過程時(shí)間不少于20d，并作詳細(xì)記錄，整理繪制溫度曲線。測溫可采用埋鋼管和采用測溫裝置等方法。

2．經(jīng)測溫如觀測到砼內(nèi)部最高溫度與大氣溫度之差超過規(guī)定極限值時(shí)，要立即采取降溫措施，降低砼內(nèi)部溫度，控制砼內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生，常見的方法有導(dǎo)溫管加冷卻水循環(huán)方法來降低砼內(nèi)部溫度。

三、結(jié)語

大體積混凝土施工質(zhì)量的好壞，最重要的準(zhǔn)備工作，從設(shè)計(jì)、原材料、攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)、測溫等過程進(jìn)行預(yù)控制，提前進(jìn)行混凝土配比的確定、澆筑前熱功計(jì)算、編制合理的實(shí)施計(jì)劃以及澆筑后裂縫控制計(jì)算、保溫材料的選擇及厚度計(jì)算都對(duì)混凝土的最終質(zhì)量有著重要作用，是不能被忽略的。因而，在大體積混凝土的施工過程中，大體積混凝土施工方案的成功與否，將直接影響大體積混凝土施工質(zhì)量。

建筑工程質(zhì)量受到施工過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的影響，整個(gè)施工階段的工作要求各方人員積極配合，認(rèn)真研究分析，做好事前控制、事中控制和事后控制，針對(duì)質(zhì)量影響因素，采取積極控制措施，加強(qiáng)預(yù)控，以不斷提高企業(yè)管理人員的綜合素質(zhì)，適應(yīng)不斷變化的建筑市場。

參考文獻(xiàn)

[1]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[m]．中國建筑工業(yè)出版社,1997.

[2]建筑施