大体积混凝土的裂缝成因与控制办法.doc

大体积砼施工裂缝成因及控制办法
摘要：大体积砼施工中裂缝控制是一个较复杂的问题，带有普遍性，本文着重分析大体积砼裂缝的类型及产生原因，并在此基础上相应地提出施工预控措施、设计预控措施、原材料预控措施及温度监控预控措施来对砼的裂缝加以控制。
关键词：大体积砼裂缝的成因及裂缝控制

一、 前言
我国国民经济的高速增长，带动了建筑业快速、持续的发展，高层建筑、超高层建筑、高耸构筑物及大型工业建筑等工程日益增长，大体积砼也被广泛采用，然而大体积砼在施工中所产生的裂缝已日益成为建筑施工技术人员面临的难题，也为工程埋下了质量隐患，如何更好的在施工中避免减少砼裂缝的出现，保证工程的施工质量显得尤为重要，本文做如下阐述。
二、大体积砼的定义
什么是大体积砼，目前尚无统一的定义。美国砼协会有过规定：“任何现浇砼，其尺寸大到必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度的减少开裂”。日本建筑协会的标准定义是：“结构断面最小尺寸在80cm以上，水化热引起的砼内最高温度与外界气温之差预计超过25℃的砼称之为大体积砼”。我国《砼结构工程施工及验收规范》认为，建筑物的基础最小边尺寸在1~3m范围内就属于大体积砼。这些定义比较具体，也便于应用，但作为严格定义还是不够严谨的。
三、 大体积砼裂缝的类型及产生原因分析
大体积砼裂缝主要分为结构裂缝和材料裂缝，包括干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝、自身收缩裂缝、安定性裂缝、温差裂缝、碳化收缩裂缝等，我们从如
下三个方面进行分析。
1. 收缩裂缝
砼在逐渐散热和硬化的过程中会导致其体积的收缩。对于大体积砼这种收缩更为明显，如果砼的收缩受到外界的约束，就会在砼的体内产生相应的收缩应力，当收缩应力超过砼的极限抗拉强度，就会在砼中产生收缩裂缝。影响砼收缩的主要因素是砼中的用水量、水泥用量及水泥品种。砼中用水量和水泥用量越高，砼收缩越大。因此，水泥品种的选择是很重要的，一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。
2. 温差裂缝
砼内外温差过大会产生裂缝。其主要影响因素是水泥水化热引起的砼内部和砼表面的温差过大，特别是大体积砼更易发生此类裂缝。水泥水化过程中放出大量的热量，且主要集中在砼浇筑后的7天左右，一般每克水泥在水化过程中可放出500J左右的热量，如果水泥用量在350kg/m3~550kg/m3来计算，每m3砼将放出17500KJ~27500KJ的热量，从而使砼内部温度升高（可达70℃左右，甚至更高）。尤其对大体积砼来讲，这种现象更加严重。因为大体积砼一般要求一次性整体浇筑，浇筑后由于体积较大，内部的水泥水化热不易散发，砼内部温度显著升高，而表面散热较快，形成了较大的温差，使砼内部产生压应力，表面产生拉应力，当温差产生的表面砼拉应力超过了砼的极限抗拉强度，则会在砼表面产生裂缝，这也是大体积砼产生裂缝最严重的。
3. 安定性裂缝
安定性裂缝主要表现为砼表面出现龟裂，主要原因是由于水泥安定性不合格引起的。
四、 大体积砼的裂缝控制措施

1. 设计预控措施
（1） 精心设计砼配合比，在保证砼具有良好的工作性的前提下，应尽可能降低砼的单位用水量，采用“三低（低砂率、低塌落度、低水灰比）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”的抗裂砼。
（2） 在易裂的边缘部位加设暗梁，提高该部位的配筋率，提高砼的极限拉伸。
（3） 增加构造配筋提高抗裂性能，采用小直径、小间距的配筋方式，全截面的配筋率控制在0.3%~0.5%之间。
（4） 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。
（5） 在结构设计中充分考虑施工时的气候特征，合理设置砼后浇带，保留时间不少于60天，或者在主体完工后进行浇筑，如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况做设计变更。
2．原材料预控措施
（1）理论研究表明，大体积砼产生裂缝的主要原因是水泥水化过程中产生了大量的热量，因此在大体积砼施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣水泥、粉煤灰水泥，并尽量降低砼中的水泥用量，以降低砼的温升，提高砼硬化后的体积稳定性。
（2）适当掺加粉煤灰，掺加后可减少水泥的用量，从而达到降低水化热的目的，但掺加量不宜过大，应符合设计要求。
（3）适当选用高效减水剂和引气剂，可减少大体积砼单位用水量和胶凝材料用量，有效增加砼的各项指标，增强砼的强度，从而可降低水化热。
（4）选择级配好的的骨料，一般来说，可以选用粒径在4mm~40mm的粗骨料，
尽量采用中砂，严格控制砂石的含泥量（石子在1%以内，砂在2%以内）。
3.施工预控措施
（1）严格规范施工是防止大体积砼裂缝的重要保证。一要严格按照岗位职责的要求认真组织施工，从原材料抓起，按照砼的选料规定和配合比进行搅拌砼，严格控制水灰比（0.36以下）。二要减少砼的运输时间，减少砼的输送距离，减少砼的转运次数。三要控制砼浇筑时间，加快施工进度，减少砼在浇筑层面上的暴露时间。采用分层浇筑时，层厚最好控制在500mm左右，并尽可能的控制砼的摊铺面积，要保持砼浇筑的连续性，防止“等米下锅”现象，更要防止因停电、机械故障等原因而造成的砼浇筑中断现象。在砼的浇筑过程中，要保证振捣密实，严格控制振捣时间、振捣棒的移动间距和插入深度，严防漏振及过振，振捣时，要快插慢拔，以表面出现浮浆不再出现气泡为宜。
（2）加强砼的养护工作
实践证明，砼常见的裂缝多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成砼内外温差而产生裂缝，因此砼的养护对防止裂缝产生尤其重要。砼浇筑完毕后初凝前可利用塑料薄膜加草帘进行苫盖。12h以内进行浇水养护，要使混凝土表面保持湿润状态，养护期一般为7天，抗渗砼不少于14天。另外对于基础砼，砼浇筑后应尽快回填土—土是砼最好的养护材料之一，目前这是砼保温保湿养护的最好最有效方法，对于预防裂缝是非常有益的。如采用蓄水法养护，在砼施工期间可通入冷却循环水以便加快砼内部热量的散发。如采用内散外覆盖洒水综合养护措施，可有效降低砼的温升值，且可大大缩短养护周期，对于超厚大体积砼施工尤其适用。
（3）加强大体积砼的温度监控
在浇筑大体积砼的过程中，根据砼所浇筑面积相应设置测温孔，用水银温
度计进行测温，砼温升最快的阶段在浇筑后的一到五天之内，宜每30min读取数据一次，浇筑后的六到二十天，每3小时读取数据一次，浇筑后的二十一到三十天，每6小时读取数据一次，根据各测点的温度及时绘出砼内温度的变化曲线，对照砼理论计算值分析存在的问题，并相应的采取技术措施，将砼的内外温差控制在25℃以内，以减少内外温差过大而产生的裂缝。
（4）建立健全施工组织管理制度，在编制施工组织设计时，要根据工程具体特点制定相应的技术措施和质量控制措施，并落实组织管理指挥系统，逐级进行技术交底，做到层层落实，确保工程的质量与进度。

五、 结束语
对于大体积砼的裂缝，应以预防为主，为此需要精心设计，精细施工，优化砼的配合比设计，改善施工工艺，提高施工质量，做好温度监控工作及加强砼的养护，坚持严谨的科学组织施工管理，严格按规范规定进行施工，完全可以有效地控制大体积砼裂缝的产生。