浅析大体积混凝土裂缝防治措施

孟维欢

（新疆华瑞工程管理咨询公司 北屯 836000）

水泥混凝土以优异的工作性能在工程建设领域得到了很广泛的应用。在水利工程上，水泥混凝土因较高的强度、较强的抗渗性能及耐腐蚀性能而得到很广泛的运用，水库大坝、厂房、渠道等基本上都是混凝土结构，但是，混凝土结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，是一个相当普遍的现象，特别是大体积混凝土结构出现裂缝更为普遍。因此，混凝土结构的裂缝是一个长期困扰建筑工程界的一个技术难题，一直未能得到很好的解决。

工程技术界都认为，规定钢筋混凝土结构的最大裂缝宽度主要是为了保证钢筋不产生锈蚀，从而提高混凝土结构物的使用寿命。不同的规范中有关允许最大裂缝宽度的规定虽不完全一致，但基本相同。如在正常的空气环境中裂缝允许宽度为0.3～0.4mm；在轻微腐蚀介质中，裂缝允许宽度为0.2～0.3mm；在严重腐蚀介质中，裂缝允许宽度为0.1～0.2mm。对建筑物的抗裂要求过严，必将付出巨大的经济代价，科学的要求是将其有害程度控制在允许范围之内。

混凝土结构物产生裂缝，变形变化（如温度、地基变形）引起的占很大比例。在大体积混凝土工程施工中，由于水泥水化热引起混凝土内部温度和温度应力变化，从而导致混凝土产生裂缝。因此，控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温差、防止混凝土出现有害的温度裂缝是关键问题。下面就笔者多年从事工程建设的经历，对混凝土结构物裂缝防治提出几点措施。

1 裂缝防治的设计措施

a.设计强度不宜过高。众所周知，设计强度过高，配制混凝土的水泥用量就大，必然造成混凝土水化热过高，而混凝土块体内部温度高、混凝土内外温差过大，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，从而产生裂缝。考虑到水利工程建设周期长的特点，在保证足够强度、满足使用要求的前提下，可以利用混凝土的后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度，从而达到防治混凝土裂缝产生的目的。应走出设计上“强度越高越好”的误区，大体积混凝土的强度等级宜为 C20～C35。

b.合理配置钢筋网。大体积混凝土除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋网，以构造钢筋来控制裂缝，配筋应尽可能采用小直径、小间距。采用直径8～14mm的钢筋和100～150mm间距是比较合理的。

c.避免结构突变产生应力集中。在结构设计上尽量避免结构形式多变，如不能避免，则在转角和孔洞处增设构造加强筋，以防止裂缝的产生和发展。

d.以预防为主。在设计阶段就应考虑到可能漏水的内排水措施，以及施工后的经济可靠的堵漏方法。

e.合理选择原材料配制混凝土。应优先采用水化热低的矿渣水泥配制大体积混凝土，采用5～40mm颗粒级配的石子和中、粗砂，控制含泥量小于1.5%。

f.使用掺合料及外加剂。当前采用的掺合料主要是粉煤灰，它可以提高混凝土的和易性，大大改善混凝土工作性能和可靠性，同时可代替水泥，降低水化热。粉煤灰掺加量为水泥用量的15%。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。实践证明：混凝土中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂，不仅使混凝土工作性能有了明显的改善，同时又减少了10%的拌和用水，节约10%左右的水泥，从而降低了混凝土的水化热，有效防止了混凝土裂缝的产生。

2 裂缝防治的施工措施

混凝土的施工环境和施工方法是保证混凝土质量的关键环节，为了有效防治混凝土裂缝的产生，在施工过程中应注意以下方面：

a.混凝土的浇筑可采用分层连续浇筑或推移式连续浇筑，不留施工缝，并应符合下列规定：ⓐ混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定，当采用泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不大于600mm；当采用非泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不大于400mm；ⓑ分层连续浇筑或推移式连续浇筑，其层间的间隔时间应尽量缩短，必须在前层混凝土初凝之前，将下层混凝土浇筑完毕；层间最长的时间间隔不大于混凝土的初凝时间，超过初凝时间时，层面应按施工缝处理。

b.大体积混凝土采取分层浇筑施工时，水平施工缝的处理应符合下列规定：ⓐ清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子，并均匀露出粗骨料；ⓑ在上层混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分湿润，但不得有积水；ⓒ对非泵送及低流动度混凝土，在浇筑上层混凝土时，应采取接浆措施。

c.混凝土的拌制、运输必须满足连续浇筑施工及尽量降低混凝土出罐温度等方面的要求，并应符合下列规定：ⓐ炎热季节浇筑大体积混凝土时，混凝土搅拌场站宜对砂、石骨料采取遮阳、降温措施；ⓑ采用泵送混凝土施工时，混凝土的运输宜采用混凝土搅拌运输车，混凝土搅拌运输车的数量应满足混凝土连续浇筑的要求。

d.在混凝土浇筑过程中，应及时清除混凝土表面的泌水。泵送混凝土的水灰比一般较大，泌水现象也较严重，不及时清除，将会降低结构混凝土的质量。

e.混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，并应符合下列规定：ⓐ保温养护措施，应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求；ⓑ保温养护的持续时间，应根据温度应力（包括混凝土收缩产生的应力）加以控制、确定，保温覆盖层的拆除应分层逐步进行；ⓒ在保温养护过程中，应保持混凝土表面的湿润。保温养护是大体积混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值，以降低混凝土块体的自约束应力；其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体承受外约束应力的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。同时，在养护过程中保持良好的湿度，使混凝土在良好的环境下养护。塑料薄膜、草袋可作为保温材料覆盖混凝土，在寒冷季节可搭设挡风保温棚。施工人员需根据事先确定的温控指标要求，确定大体积混凝土浇筑后的养护措施。

f.对标高位于±0.0以下的部位，应及时回填土；±0.0以上的部位应及时加以覆盖，不宜长期暴露在风吹日晒的环境中。

g.大体积混凝土拆模后，应采取预防寒潮袭击、突然降温和剧烈干燥等措施。

3 结语

大体积混凝土结构产生裂缝的原因虽然错综复杂，但只要按照科学的方法设计，规范地组织施工，在施工的各个阶段、各个环节上规范操作，就能有效防止混凝土结构物裂缝的产生，从而提高混凝土结构物的质量，延长混凝土结构物的使用寿命，提高经济效益。■