淺談大體積混凝土澆筑裂縫的防治措施

王珂

摘要：現階段大體積混凝土應用十分廣泛，在大體積混凝土結構施工中，混凝土裂縫的控制是一個很重要的課題。由于大體積混凝土結構的截面尺寸較大，在溫度和濕度變化的條件下，混凝土凝固體積發生變化，且混凝土內各種材料變形不一致，互相約束而產生溫度應力和溫度變形，造成混凝土表面產生溫度裂縫，一般危害性較小，影響外觀質量。這種溫度裂縫分布不規則且不連貫，但在荷載作用下或進一步產生溫差、干縮的情況下，溫度裂縫發展為深層裂縫，并逐漸互相貫通，從而破壞結構的整體性和穩定性。本文對大體積混凝土澆筑裂縫防治措施進行分析，并探討大體積混凝土澆筑裂縫的修補。

關鍵詞：大體積混凝土澆筑裂縫防治措施

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

混凝土澆筑中的裂縫控制是長期困擾人們的一個難題。尤其對大體積混凝土裂縫控制而言，一方面它們混凝土體積大，另一方面這些部位混凝土標號相對較高，因此更易開裂。裂縫會加速混凝土碳化和鋼筋銹蝕，并產生惡性循環，嚴重破壞混凝土結構的安全性和耐久性，裂縫控制顯得更為重要。

一、關于大體積混凝土澆筑裂縫產生的原因

大體積混凝土常見的質量問題是混凝土結構產生裂縫，造成結構裂縫的原因是復雜的、綜合性的。大體積混凝土從澆筑時起，到達到設計強度止，結構裂縫主要是由水泥水化熱引起的溫度變化造成的。因水泥水化產生大量的熱導致混凝土內部溫度升高，當混凝土內外溫差過大時，就會產生溫度應力與溫度變形。溫度應力與溫差成正比，當應力超過混凝土內外約束時就會產生裂縫?；炷猎谠缙谏郎仉A段時，表面溫度總是低于內部溫度。依據熱脹冷縮的原理，在結構內部產生的膨脹收到約束形成壓應力。在結構表面則產生拉應力。若拉應力超過混凝土自身的抗拉強度，就會產生裂縫。另外，大體積混凝土在施工階段混凝土內部溫度主要是水泥水化熱引起的絕熱溫度、澆筑溫度和散熱溫度的疊加，當外界氣溫的較大變化，會增加混凝土內外的溫度梯度，產生溫差和溫度應力，使混凝土產生裂縫。支架、支撐的不均勻沉降變形會引發混凝土的結構裂縫，模板支架的過早拆除會使沒有達到設計強度的混凝土結構發生破損或裂縫。

二、關于大體積混凝土澆筑裂縫的防治措施

1.優化配合比設計，合理選材，盡量減少水泥用量，嚴格控制水灰比，力求從源頭上減少裂縫的產生。選用水化熱低的水泥，優先選用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥， 以減少水化熱引起的絕熱溫升而導致的裂縫；選用粒徑大、強度高、級配好的骨料。盡量減小混合料的空隙率及比表面積，從而減少水泥的用量， 降低水化熱，減少干縮，減小混凝土裂縫的開展；通過摻加外加劑（如減水劑，緩凝劑等）減小砂率、減小坍落度等都可以有效降低混凝土的絕熱溫升而導致的裂縫。

2.混凝土的二次振搗是指在混凝土澆筑后的適當時間，重新對混凝土進行振搗?；炷恋亩握駬v不僅可以提高混凝土的強度，還可以增加混凝土的密實度，提高防滲性，消除混凝土由于沉陷產生的裂紋和細縫。二次振搗可使鋼筋握裹力增加1/3，28天強度增加10%-15%?；炷炼握駬v取得預期效果的關鍵是確定合理的振搗時間。大量實踐證明，混凝土的二次振搗時間應在混凝土初凝前1-4h進行較佳，尤其是在混凝土初凝前1h進行效果最理想。以坍落度值間接判定混凝土初凝時間（特別是初凝前lh的時間)。根據施工經驗混凝土坍落度達到30-50mm時進行混凝土二次振搗效果較好。此時，將運行著的振動棒以其自重插入混凝土中進行振搗，混凝土仍可恢復塑性，當振動棒小心地拔出后，混凝土能自行閉合，而不會留下孔穴?；炷恋哪Y時間要受到水泥品種、配合比、坍落度、氣溫、施工方法以及外加劑等因素的影響，所以，具體時間還要根據施工的實際情況加以選擇。二次振搗的幅度要輕于一次振搗。方式與一次振搗方式相同。使用插入式振搗器振搗，以混凝土停止泛漿，沒有明顯下沉為止，然后緩慢拔出振搗器；使用附著式振搗器振搗時，沿混凝土表面縱橫方向振搗一遍即可。

3.特殊氣侯條件下的施工。第一炎熱天氣澆筑混凝土宜采用遮蓋、灑水、拌冰屑等降低混凝土原材料溫度的措施?；炷翝仓?，應及時進行保濕、保溫養護。條件許可時，應避開高溫時段澆筑混凝土。第二冬期澆筑混凝土，宜采用熱水拌和、加熱骨料等提高混凝土原材料溫度的措施?；炷翝仓?，應及時進行保濕、保溫養護。第三大風天氣澆筑混凝土，在作業面應采取擋風措施，并增加混凝土表面的抹壓次數，應及時覆蓋塑料薄膜和保溫材料。第四雨雪天不宜露天澆筑混凝土，當需施工時，應采取確?；炷临|量的措施。澆筑過程中突遇大雨或大雪天氣時，應及時在結構合理部位留置施工縫，并應盡快中止混凝土澆筑；對已澆筑還未硬化的混凝土應立即進行覆蓋，嚴禁雨水直接沖刷新澆筑混凝土。

4.混凝土澆筑后的測溫和養護控制

（1）根據此工地現場情況，合理布設測溫孔，對2200mm厚的底板，同一位置設上中下3個測溫孔，測溫孔材料采用20黑鐵管，對應底板厚度分別埋入底板中心稍偏下處，下口用鐵板電焊封閉，上口高出混凝土面10cm，用木塞塞緊管口。

（2）測溫參數和時間的規定：測溫參數確定為基坑大氣溫度、混凝土入模溫度、混凝土中心溫度和表面溫度4種。測溫時間根據大體積混凝土早期升溫較快，后期降溫較慢的特點，確定為：前3天內每小時測讀一次，3天后--8天每2 h測讀一次，8天后--15天每4h測讀一次，15天后--8天每12h測讀一次。

（3）混凝土溫升的測算及溫差的控制測算：混凝土的澆筑溫度根據施工時的溫度適當選取。在工程設計未明確內外溫度差的控制值時，可按常規采用控制值為25℃ ，在考慮控溫措施時，可以在局部區域埋冷卻循環水管以降低混凝土的內部溫度。

（4）養護用水的溫度，應與現場測得的混凝土表面溫度接近，以免人為造成混凝土表面產生溫度梯度，進而出現裂縫。鑒于實際情況與測算情況會有一定的出入，故需及時掌握溫度信息：若溫度差接近25℃ ，需及時采取下述措施：在該處附近加蓋草包，并用溫度略高于表溫的水加以養護；用碘鎢燈進行照射以控制溫度差在25℃之內。

三、關于大體積混凝土澆筑裂縫修補分析

1.修復纖維和膠囊的材料。目前自修復混凝土中摻入的玻璃纖維或膠囊的制備工藝復雜, 強度過高, 不易裂開實行修復, 強度過低, 拌入混凝土中易破裂, 因此, 應開發與混凝土材料性能相匹配的修復纖維和膠囊的材料。

2.修復材料的數量。修復材料過少不能完全修復裂縫, 過多則影響混凝土的性能。應進一步研究修復膠囊(或纖維) 的摻入給混凝土性能帶來的不利影響, 以及修復后的混凝土的各個性能, 確定數量的最佳范圍。

3.裂縫寬度的控制。修復混凝土的裂縫寬度應加以控制, 過寬的裂縫僅靠修復劑難以完全修復, 且修復劑將順著裂縫面在重力作用往下流, 不會在裂縫面上滲透, 修復效果差, 且修復膠囊(或纖維)上方的裂縫也無法修復, 可以考慮用應力釋放裝置與仿生自修復法相結合的可行性?？傊? 自修復技術有待進一步的完善, 但其自檢測自修復性能的應用前景十分廣泛。

大體積混凝土施工是一項特殊工程，若有裂縫將難以挽回與彌補。因此，施工單位要精心組織，相關部門要密切配合，不可輕視，也不可因過分保守而造成工料浪費，要從施工全過程和全方位把關。

參考文獻：

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