大体积混凝土裂缝的防治与对策
关键词：混凝土裂缝预防大体积混凝土施工技术
当前，随着大型建设的迅速发展，大体积混凝其特点为混凝土设计强度高,单方水泥用量较多,水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要大得多,结构断面内配筋较多,整体性要求较高。混凝土施工过程中，裂缝现象较为突出，已经严重危害到工程质量，影响工程结构安全和稳定。究其原因，涉及因素多种多样，混凝土的温升和温降与表面系数有关,如施工方案考虑不周；材料选用把关不严；结构部位处理不当；施工管理不到位等。因此，治理裂缝这一质量通病难度较大，必须贯彻综合治理的原则，对涉及到的各种因素要予以足够重视，全面考虑，达到消除这一质量通病，满足用户对使用功能要求的目的。现就几种裂缝原因及防治方法作一阐述。
1：大体积混凝土产生裂缝的原因
单面散热的结构断面最小厚度在75cm以上,双面散热在100cm以上,内外最高温差预计超过25℃的,按大体积混凝土施工。
大体积混凝土裂缝的发生是由多种因素引起的。裂缝有收缩裂缝、温差裂缝，约束条件的影响及安定性裂缝。
（1）收缩裂缝
混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同，干缩、收缩的量也不同。
混凝土逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力。如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，难免产生收缩裂缝。
（2）温差裂缝
①水泥在水化过程中产生大量的热量,每克水泥放出的热量达502.42J/g,因而使混凝土内部的温度升高,它在1~3天内放出的热量是总热量的一半。混凝土内部的最高温度多发生在浇筑后3~5天内,当混凝土内部与表面温差过大时,就会产生温度应力和温度变形,温度应力与温度成正比。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。
②外界气温变化的影响混凝土内部温度是由于水泥水化热的绝对温度、浇筑温度和混凝土的散热温度三者的叠加。其中浇筑温度与外界气温有直接关系。外界气温越高,浇筑温度也越高。当温度下降快,会大大增加外层与内部混凝土的温度梯度。从而产生温差和温度应力,使大体积混凝土出现裂缝。因此控制混凝土表面温度与外界气温温差,也是防止裂缝的重要一环。
③大体积混凝土浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝土龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。
（3）内外约束条件的影响
大体积钢筋混凝土与地基浇筑在一起,当温度变化时,受到下部地基的限制,因而产生外部约束力。混凝土在早期温度上升时,混凝土的弹性模量小,徐变和应力松驰度大,因而压应力较小。但当温度下降,产生较大的拉应力,若超过混凝土的抗拉强度,混凝土会产生垂直裂缝。混凝土内部由于水泥的水化热而形成中心温度高,热膨胀大,因而在中心产生压应力,在表产生拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度和钢筋的约束作用时,同样会产生裂缝。
（4）安定性裂缝
安定性裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。
2：裂缝的防治措施和施工方法
（1）设计措施
①精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。
②增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应满足抗裂要求。
③避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。
④在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。
⑤在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，保留时间一般不小于规定天数。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。
（2）施工措施
①泵送混凝土水灰比控制在不大于0.6,混凝土塌落度应根据配合比要求严格控制,塌落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂解决,严禁在现场随意加水增加水来增加塌落度并控制在10-14cm为宜。
②大体积混凝土施工前的准备工作除按一般混凝土施工前,必须进行物料、机具、技术和现场准备外,应根据其施工的特殊性做好附属材料和辅助设备的准备工作,如水泵、测温设备等。
③搅拌后的混凝土及时运抵浇灌地点并入模浇筑。在运送过程中,要防止混凝土离析、灰浆流失、塌落度变化等现象,如发生离析现象,必须进行人工二次拌和后方可入模。
④为了防止混凝土发生离析,当混凝土的自由倾落度超过2m时,采用串筒下料。
⑤混凝土采用机械振捣。振棒的操作要做到“快插慢拨”,在振捣过程中,宜将振棒上下略有抽动,以使上下振动均匀。每点振捣时间一般为20-30s为宜,但还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡及表面泛出灰浆为准。分层浇筑时,振棒应插入下层5cm左右,以消除两层之间的接缝。振捣时要防止震动模板,并应尽量避免碰撞钢筋、预埋件等。每完成一段,应随即用铁铲摊平拍实。
⑥混凝土的养护。为了保证新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件,防止在早期由于干缩而产生裂缝,大体积混凝土浇筑后,要在12h内加以覆盖,并蓄水20cm养护不少于3天。
⑦混凝土测温。为了掌握大体积混凝土的温升和温降的变化规律,对混凝土进行全过程的监测控制。测温点的布置要有代表性,沿浇筑的高度布置在底部、中部和表面,垂直测点间距为80cm左右;平面则布置在边缘和中间,平面测点间距取5m。采用预留孔洞的方法测温,一个测温孔只能反映一个点的数据。在温度上升阶段(1-3天龄期内)第2-4h测一次,温度下降阶段第8h测一次,同时应测大气温度。测温工具选用半导体液晶显示温度计。在测温过程中,当发现温度差超25℃时,若在混凝土温升阶段,要尽量减少覆盖,尽量让其降温;若在混凝土降温阶段,要及时加强保温或延缓拆除保温材料。
⑧大体积混凝土施工,由于混凝土采取分层浇筑,上下层施工时间间隔较大,因此各浇筑层易产生泌水层,采用泵送混凝土时尤为严重。为了解决这一问题,于是在混凝土分层浇筑面人为做成集水坑,将多余的水分集中后用隔膜泵抽水排出。
⑨分层浇筑时,上层钢筋的绑扎,应在下层混凝土经一定养护,其强度达到1.2N/mm2及混凝土表面温度与混凝土浇筑后达到稳定时室外温度之差在25℃以下时进行。
⑩分层浇筑间隔时间,应以混凝土表面温度降到大气平均温度为好,则水化热温升的峰值过后,一般为3-5天。工地采用相隔3天,分2次浇筑完。
(11)大体积混凝土施工时,模板承受着混凝土的侧压力及振捣的振动力,因此必须保证模板及其支撑体系的可靠性,防止模板产生过大的变形。在浇捣前必须认真检查,并要充分湿润。