谈大体积砼施工技术和裂缝形成及控制

谈大体积砼施工技术和裂缝形成及控制

摘要:混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。

关键词:大体积砼施工技术形成控制

1、材料的选用

(1)水泥的选用。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。

(2)滑料的选择。粗骨料要求洁净，不含杂质。估伤脑筋大粒径的卵石或碎石，含泥量小于等于1%，细骨料建议采用中砂，含泥量小于等于3%。

(3)矿物拌合料。在砼中掺加磨细矿物拌合料后，可以起到降低温升，改善和易性。增进后期强度，改善砼内部结构，提高耐磨性，并可代替部分水泥，节省资源，起到抑制碱，骨料反应的作用。常用粉煤灰，高炉矿渣，沸石粉等。

(4)水。拌制砼宜采用饮用水，当采用其他水源时，水质应符合国家现行标准《砼用水标准》JGJ63的规定。外加剂：不同品种外加剂的掺加通常可起到改善砼拌合物的流动性，调节砼凝结时间，硬化性能，改善砼的耐久性等作用。外加剂的选用应根据设计和施工的要求通过试验及技术经济比较确定，不同品种的外加剂复合使用时，应注意其相容性及对砼性能的影响，使用前应进行试验，满足要求方可使用。

2、砼配合比的确定与优化

(1)水泥初凝时间不少于6小时。(2)砂率控制在35-40%。(3)砼中的最大氧离子含量为0.06%。(4)砼中的最大碱含量为3.0KG/M3。(5)水泥中铝酸三钙含量小于8%。

3、优化砼的供应

大体积砼应由商品砼搅拌站供应。原材料计量要准确，保证配合比的准确性。

4、大体积混凝土的施工工艺

(1)分块分层的浇筑混凝土，有利于错开拌合物内各层的水化时刻，分散混凝土的放热峰值。一般在第一层混凝土还未初凝时，浇注上一层。(2)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，防止石子下沉造成混凝土结构不均匀。(3)在浇筑完毕到混凝土初凝前，粗抹面一次，混凝土接近终凝时，应用木模第二次抹光，消除混凝土表面的龟裂纹。(4)采取措施控制浇筑温度，如拌和用水以碎冰形式加进混凝土拌合物中，使新拌混凝土的温度被限制在4-6度，在施工现场搭建遮阳蓬，防止烈日暴晒混凝土表面等。(5)必要时可以预埋冷却水管，用循环水进行人工导热，以降低混凝土的内部温度。

5、大体积混凝土易裂的原因

(1)干缩裂缝。干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05-0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

(2)塑性收缩裂缝。混凝土塑性裂缝一般可分为两类，即塑性沉降裂缝和塑性收缩裂缝，这两种裂缝的形成过程都与混凝土的泌水有关，泌水是指混凝土浇筑捣实后尚未凝结硬化之前，从外表看在混凝土的浇筑面上山现一层清水或者从模扳缝中渗出部分水的一种现象，这是因为水在混凝土拌合物各组分中密度最小。当混凝土成型后的静止过程中，部分密度较大的固体颗粒还会向下沉积，而水则只能向上浮动，一部分水泌出到混凝土的外表面，称为外泌水；另一部分被截留在钢筋及粗骨料的下面形成水囊，水分蒸发后产生孔隙及界面裂缝，从而降低了钢筋与混凝土之间的粘结强度以及水泥石与骨料之间的界面强度，致使混凝土的抗冻、抗渗和抗腐蚀能力减弱，抗压抗折强度降低，这部分水称为内泌水，只有当水泥水化产生的胶结强度足以阻止固体颗粒相对运动或者各种固体颗粒经过迁移已达到紧密堆积状态时，沉积相对停止，泌水才告结束，泌水使混凝土的体积缩小，促成了混凝土塑性裂缝的产生。

(3)沉陷裂缝。沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°-45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的

影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

(4)温度裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热，（当水泥用量在350～550kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500-27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高）。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到25℃-26℃时，混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力）。

6、结语

大体积混凝土施工，只要选好原材料，确定配合比，并在施工组织和施工技术上采取必要的措施，就能控制温度裂缝的产生。

参考文献

[1]建筑施工手册编写组.建筑施工手册第四版缩印本.中国建筑工业出版社,2003,9.

[2]丁士昭等.建筑工程管理与实务.中国建筑工业出版社,2007.3.