大体积混凝土防裂施工技术探究

张伟

摘要：混凝土结构以其材料廉价物美、施工方便、承载力大、可装饰强的特点，已经成为构成大型设施或构筑物的重要组成部分。但是由于一些因素的影响，大体积混凝土常常产生各种裂缝影响了结构的安全及使用功能，因此采取切实有效的措施防止大体积混凝土的开裂是大体积混凝土施工的关键技术。基于此，本文对大体积混凝土防裂施工技术进行探究，为类似工程提供经验参考。

关键词：大体积混凝土；防裂；施工技术

1大体积混凝土裂缝的产生原因

1.1结构内外温差大引起的裂缝

在大体积混凝土结构浇筑开始阶段，结构表面散热条件较好，水化作用产生的热量很快就能散去，而结构内部混凝土产生的水化热不易散发，造成内部温升值较大，所引发的膨胀变形量要远大于结构表面。内部结构的膨胀变形由于受到表面的约束作用不能充分发展，使得内部结构承受结构表面产生的压应力，而结构表面位置则承受内部结构产生的拉应力，从应力分布来看，从结构表面到内部是由拉力峰值发展到内部的压力峰值的变化，峰值的大小与内部混凝土的温升值呈线性关系。当内部温升值较大时，所产生的拉应力会超过混凝土的抗拉强度，在表面拉应力的作用下，会引起表面混凝土的开裂。

1.2收缩引起的裂缝

混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形，受到外部约束时（支撑条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。（1）干燥收缩。混凝土硬化后，在干燥的环境下，混凝土内部的水分不断向外散失，引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。（2）塑性收缩。塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现，塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间，环境温度、风速、相对湿度等等。

1.3由原材料质量引起的裂缝

在大体积混凝土施工过程中，由于施工原材料的质量不过关而引起的裂缝现象也时有发生，因此施工单位在采购材料时必须选择满足工程建设要求的原材料，并对砂石料的含泥量进行严格检查和控制。如果砂石料中的含泥量超过相关标准，在搅拌混凝土时，便会导致土与水结合的体积增大，在混凝土凝结过程中产生水化反应，当混凝土的体积因失去水分而减小时，混凝土表面就会出现裂缝。此外，如果没有按照相关标准和要求使用外加剂，也会在很大程度上造成混凝土出现裂缝现象。

1.4施工不规范引起的裂缝

大体积混凝土的施工质量对于裂缝控制十分关键，相对于其他引起裂缝的因素，施工因素是一个能够通过发挥人的主动性便可以克服的问题，但在施工中由于施工操作不规范造成的裂缝是一个比较普遍的现象。主要出现的问题有振捣和养护两方面的问题。在振捣方面，容易出现振捣不充分、振捣时间不足的问题；在养护方面则容易出现养护方式选择不当，在实际养护时不按施工方案实施等问题。振捣及养护施工不到位会造成混凝土施工质量下降，很难保证混凝土表面密实，在混凝土表面易出现裂缝。

2大体积混凝土防裂施工技术

2.1大体积混凝土配合比设计

（1）原材料选用。由于水泥的用量直接影响到水化热的多少，大体积混凝土应选用水化热较低的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等，并尽可能减少水泥用量。细骨料宜采用2区中砂，因为使用中砂比用细砂可减少水及水泥的用量。在可泵送情况下粗骨料，选用粒径5～20mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。使用掺合料，应用添加粉煤灰技术。在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度，推移温升峰值出现时间。（2）外加剂的使用。采用减水剂，如缓凝高效减水剂；采用膨胀剂，如广泛使用u型膨胀剂无水硫铝酸钙或硫酸铝。试验表明，在混凝土添加了膨胀剂之后混凝土内部产生的膨胀应力，可以抵消一部分混凝土的收缩应力，还相应地提高混凝土抗裂强度。

2.2控制荷载引起的裂缝

钢筋骨架在大体积混凝土裂缝控制中能起到较好的作用，大体积混凝土结构的配筋方案应满足裂缝控制的要求，在施工时应注意对配筋设计进行审查。通常来讲，合理的配筋设计应避免在结构中出现应力集中，减少因应力集中引发混凝土出现裂缝，并通过优化混凝土结构中的钢筋设置，减小混凝土所承受的拉力，进而提高混凝土抵抗拉应力的能力。

2.3温控措施及施工现场控制

（1）混凝土浇筑方案。浇筑时控制混凝土的浇筑人模温度，不可超过25℃。在浇筑过程中采用分层浇筑的施工方法施工，厚度较大的大体积混凝土每层的浇筑厚度控制在50cm，并且保证分层浇筑的时间间隔不少于l0天。为了减少混凝土终凝后的凿毛时间，可以在上一层混凝土浇筑完成后初凝与终凝期间使用水龙头冲洗混凝土表面的浮浆直至碎石外露。下一层混凝土浇筑前在接缝处安装温度筋和防裂筋，布置在新浇筑的混凝土层的底面上。（2）混凝土温度监测。在混凝土内部外部设置温度测点，设置保温材料温度测点及养护水温度测点，现场温度监测数据由数据采集仪自动采集并进行整理分析。每一测点的温度值、各测位中心测点与表层测点的温差值，作为研究调整控温措施的依据，防止混凝土出现温度裂缝。（3）埋设冷却水管。在施工前在结构内部埋置冷却水管，浇筑完毕后通以低温冷却水，通过低温水循环减低混凝土内部温度，防止产生过大的内外温差。

2.4做好养护工作

大体积混凝土的养护工作主要是从保温及保湿的角度展开，保温可延缓结构表面的散热过程，有利于控制混凝土结构内外的温差值，进而减小表面拉应力值；保湿可减弱表面水分挥发形成的干缩作用。对于保温养护，应在混凝土浇筑施工完成后立即进行，通常采用塑料薄膜覆盖在混凝土表面上，再覆盖上草袋，保温棉覆盖材料一般要等到混凝土结构内外温差及混凝土表面与室温差为25℃以下时，方可移除保温材料，在工程中一般要覆盖10d以上。保湿养护则是在混凝土浇筑完成后的12h内，利用喷雾装置对混凝土结构表面进行喷洒养生液或水。

3结语

大体积混凝土施工是一项综合性的施工技术，任意一方面的疏忽都会给工程质量带来隐患。为了有效预防和控制大体积混凝土裂缝的产生，应对大体积混凝土裂缝产生的原因进行分析，并采取针对性的施工技术和方法对裂缝的产生加以有效预防和控制。

参考文献：

[1]混凝土结构裂缝的有限元模拟[D].余学芳.浙江大学2012

[2]大体积混凝土的温控和防裂技术应用分析[J].贾玲莎.建材与装饰.2017（41）