关于大体积混凝土裂缝控制技术

1、关于大体积混凝土裂缝控制技术摘要：在建筑物以及各类构筑物施工过程中，经常涉及到大体积混凝土施工技术，避免混凝土施工裂缝，提高大体积混凝土施工质量已经成为混凝土施工技术研究的重点内容。本文首先分析了大体积混凝土裂缝产生的原因，进而从混凝土生产准备以及施工两个阶段，介绍了大体积混凝土裂缝的预防及控制措施。关键词：大体积；混凝土裂缝；控制引言 随着社会经济的飞速发展，建筑业也在快速的得到发展，由于高层建筑、大型项目越来越多，而高层建筑的基础常常采用大体积混凝土结构，与此同时，大体积混凝土的质量问题也频繁出现，尤其以大积混凝土施工时生产的有害裂缝最为突出。如何控制大体积混凝土的施工裂缝，保证施工质量和

2、结构安全也就成了重要问题。 一、大体积混凝土裂缝产生原因分析 由于混凝土是多种材料组成的非匀质材料，因而具有抗压强度、耐久性好，然而抗拉强度以及抗变形能力差，因此混凝土经常出现开裂的现象。 1.大体积混凝土内部水泥水化热的作用。大体积混凝土截面相对较大、水泥用量高、水泥水化过程中混凝土温升作用明显的特点，而且由于混凝土导热性能 相对较低，内部热量散失较慢，外部与环境接触部分热量散失相对较快，因此造成混凝土各个部位之间的存在不同的温度差和温度应力，进而导致混凝土内部产生拉应力导致混凝土的开裂。 2.混凝土收缩变形影响。混凝土的拌和水中，只有约20的水分是水泥水化所需要的，其余的80是由于混凝土浇

3、筑过程中保证足够的和易性所需要的，这80的水分都要被蒸发。混凝土在水泥水化过程中的体积变形，多数是收缩变形，少数是膨胀变形，多余水分的蒸发是混凝土体积收缩的主要原因之一。当存在约束时，这种干燥收缩即产生收缩应力。大体积混凝土结构，为防止其产生温度裂缝，首先要进行温度应力和整浇长度的计算。验算由温差和混凝土收缩所产生的温度应力是否超过当时基础混凝土的极限抗拉强度，或者进行最大整浇长度计算，以便研究是否需要留置伸缩逢(设置后浇带)，除此以外，在施工之前针对混凝土产生温度裂缝的原因，采取有效的技术措施具有重大意义。 3.混凝土浇筑结束后的约束作用。对于大体积混凝土浇筑，其浇筑结束后由于结构功能以及所

4、处结构部位的不同，会受到其他结构部位的约束作用，在不同的约束条件作用下，混凝土结构的变形应是温差与混凝土线膨胀系数的乘积，当混凝土的膨胀系数超过混凝土的极限拉伸值时，就会造成混凝土裂缝的产生。 4.外界气温变化影响。大体积混凝土施工期间，外界气温的变化对结构产生裂缝有重大影响。大体积混凝土不易散热，其内部温度有时高达80以上，而且持续时间较长，当外界气温下降，特别是外界气温骤降时，外层混凝士与内部混凝土形成很大温差，导致混凝土裂缝的开展。 5.施工过程中的混乱和无序 施工中为了保持混凝土的和易性而随意向混凝土拌和物中加水，使混凝土的强度降低。同时混凝土的物料比例计量不准，随意变更和增加用水量和

5、水泥用量意味着增加了混凝土结构的内外温差，使温度应力增加，增加了裂缝产生的可能。模板的支撑不好，由于沉降使混凝土在未能发展足够强度支撑自身重量之前而产生裂缝。拆模时间控制不好和拆模方法错误，也会导致混凝土出现裂纹。对于预制构件在施工期间的超载和不恰当安装及搬运方法也是出现裂纹的原因之一。对钢筋保护层控制不力，使钢筋保护层过大，表面钢筋起不到约束混凝土表面收缩的作用，易在混凝土表面出现收缩裂缝。或者由于钢筋的保护层过小，钢筋容易锈蚀膨胀而导致混凝土开裂。 二、大体积混凝土生产准备阶段防范裂缝措施 1.大体积混凝土生产原材料的选择 为了确保混凝土质量得到保证，首先在源头就必须做好质量的控制管理工作

6、，对于原材料方面针对大体积混凝土裂缝的防范措施，主要有以下几方面： （1）水泥的选择。为了避免大体积混凝土施工中的水化热，水泥应尽可能的选用水化热相对较低的标号425或者525的矿渣水泥，混合材料一般选择粉煤灰、矿渣、火山灰、超细矿粉等材料。 （2）集料的选择。在混凝土的生产过程中，对于集料的选择，应尽可能的采用粒径级配良好，粒径相对较大，针片状含量较少的材料，为了尽可能地降低水泥用量，可以适当增加块石的含量。对于细集料应该以中、粗砂为主，同时严格控制砂石的含泥量。 （3）合理使用外掺剂。为了有效的控制大体积混凝土的裂缝，可以适当的采用外掺剂以便于改善大体积混凝土的特性，并起到减少水泥用量降低

7、混凝土水化热的温升效应，现阶段使用较多的外掺剂主要是高效复合减水剂类。 2.大体积混凝土配比设计阶段 为了控制大体积混凝土裂缝的产生，在混凝土的配比设计阶段应该将有效的降低混凝土的绝热升温，适当的延长混凝土的凝结时间，以避免温度裂缝的产生作为大体积混凝土的配比设计原则。在配比设计过程中，在保证混凝土强度的前提下，适当的提高掺合料以及粒径较大集料的用量，以尽可能的降低单方混凝土的水泥用量。在大体积混凝土配合比确定后，应及时进行相关水化热的测算，只有水化热测算结果符合相关要求后方可进行混凝土的生产。 三、大体积混凝土施工阶段防范裂缝措施 1.大体积混凝土浇筑以及振捣施工 科学规范的大体积混凝土施工

8、工艺，也是有效预防混凝土裂缝的重要措施。 对于大体积混凝土的浇筑施工，应严格按相关施工规范，在进行大体积的混凝土浇筑作业前，将模板清扫干净，并喷水保湿准备浇筑作业。大体积混凝土浇筑顺序应该按照由远及近进行，对于呈倾斜面的浇筑区域，则遵循由低到高的施工顺序。大体积混凝土工程的浇筑一般采用整体分层连续浇筑或者推移式连续浇筑施工方式进行。混凝土的浇筑速度应该结合混凝土的标号以及坍落度，并考虑气候条件加以调整，通常是控制浇筑速度在20-30m 3/ h左右。对于需要重复浇筑作业的情况，其间的间隔需要根据环境温度确定，一般情况气温低于25的情况下间隔不得少于2.5h，超过25 时可适当延长2h。大体积混

9、凝土的振捣主要有插入振捣器以及平板振捣两种作业方式，一般是首先混凝土浇筑过程中，先采用插入式的振动器进行混凝土振捣，之后再通过平板式振动器沿着浇筑混凝土的纵向以及横向进行振捣施工，将混凝土的表面振捣密实。振捣结束后，在混凝土初凝前抹平最后一次，同时对于抹平的混凝土表面应当覆盖薄膜类材料，以免出现混凝土表面的不规则裂缝。 2.大体积混凝土施工养护管理 大体积混凝土养护对于避免裂缝的发生起着至关重要的作用，大部分混凝土裂缝的产生与混凝土浇筑振捣结束后的养护措施不完善有关。大体积的混凝土浇筑时，由于水泥水化过程中产生大量的热量，因而容易导致混凝土的内外温差较大，如果混凝土内外的温差大于25时，极易导

10、致混凝土产生温度裂缝，影响混凝土的施工质量，因此，应该在大体积的混凝土浇筑完成以及找平施工结束后，应该及时的在混凝土表面及铺盖塑料薄膜，进而在塑料薄膜上继续覆盖麻袋或者草被。同时采取合理的养护措施并对混凝土的表面温度加以控制，尽可能的降低大体积混凝土的内外温度差，一般情况下，基础混凝土养护时间不得少于14d。 3.大体积混凝土温差的监测管理 有效的监测混凝土浇筑结束后在水化过程中的混凝土内外温差，并不断调整养护手段是预防混凝土裂缝的必要手段。根据相关研究表明，如果在养护阶段将大体积混凝土的内外温差控制在25以内，就可以有效的预防大体积混凝土浇筑后裂缝的产生，因此，在浇筑施工结束后，必须采取科学

11、有效的监测手段对混凝土的内外温差进行监测管理，如果出现混凝土的内外温差较大的情况，应该在混凝土表面增加保温覆盖措施，尽可能的降低温差。测量温度的测孔通常是将薄壁钢管预埋在混凝土内，将温度及深入测温孔内的中下部，并将管口通过软橡皮塞堵住，以确保测温的准确性。大体积混凝土施工的一般在混凝土初凝后开始测温，通常情况下前7d内间隔四小时测温，后7d内间隔八小时测温，并做好测温记录，混凝土如果连续24小时内温度稳定，表明混凝土的水化热释放基本停止，可以停止测温。 大体积混凝土浇筑体的内外温差计算公式如下所示： 公式中：T（t）混凝土龄期 t 时混凝土温差()；Th（t）混凝土龄期 t 时混凝土最高温度，

12、()；Ts（t）混凝土龄期 t 时的表层温度，()； 四、大体积混凝土的裂缝检查与处理 对于混凝土裂缝，应以预防为主，为此需要精心设计、施工，但是由于目前采用的防止裂缝的安全系效较小，而实际情况复杂多变，所以实际工程中还是难免出现一些裂缝。大体积混凝土的裂缝分为三种：表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝。对于表面裂缝因为其对结构应力、耐久性和安全基本没有影响，一般不作处理。对深层裂缝和贯穿裂缝可以采取凿除裂缝，可以用风镐、风钻或人工将裂缝凿除，至看不见裂缝为止，凿槽断面为梯形再在上面浇筑混凝土，限裂钢筋，在处理较深的裂缝时，一般是在混凝土已充分冷却后，在裂缝上铺设12层的钢筋后再继续浇筑新混凝土，对比

13、较严重的裂缝可以采取水泥灌浆和化学灌浆，水泥灌浆适用于裂缝宽度在0.5mm以上时，对于裂缝宽度小于0.5mm时应采取化学灌浆，化学灌浆材料一般使用环氧糠醛丙酮系等浆材。 五、加强混凝土的保湿保温养护 从养护方面着手，在尽量减少混凝土内部温升的前提下，提高混凝土的表面温度，应加强对大体积混凝土的养护，以保持适宜的温度和湿度条件，减少混凝土表面的热扩散，减少内外温差。由于混凝土中形成的膨胀结晶钙矾石需要大量的水，否则就影响膨胀效能，因此在每一块混凝土浇注、抹面完成后，为防止混凝土在硬化工程中出现表面龟裂现象，要及时进行二次抹面处理。在混凝土初凝以后，终凝之前，先人工用木抹拍打，使混凝土的浆液渗出；然后再用力进行抹压，直至抹压平整：混凝土浇筑完毕后不宜立即浇水，以免降低混凝土表面温度而加大混凝土内外温差，引起早期收缩裂缝，当混凝土浇筑完后的35d内，可用一至二层塑料薄膜覆盖，按计算的厚度覆盖保温材料，水化热高峰期过后即应浇水保温保湿养护，时间不少于两周，养护工作要派专人负责。 结束语 由于大体积混凝土在建筑物或者构筑物中，多作为基础、承台或者梁柱等重要结构部分，因此其控制大体积混凝土施工裂缝的产生对于确保建筑物或者构筑物施工质量，提高其可靠性具有重要的作用。合理的选择混凝土生产原材料，科学的选择设计