大体积混凝土裂缝控制与施工技术研究

李绍追

摘要：本文探讨了在进行大体积混凝土施工过程中，要如何以混凝土的受冻机理为依据，寻找低温混凝土裂缝的施工控制方法。在此基础上，结合实际的大体积混凝土施工实例，提出在低温环境下如何进行大体积混凝土的施工。在实际的施工中，要以施工时的具体气温情况为依据，结合施工工期和施工材料为基础来确定低温环境下的大体积混凝土施工方案。

关键词：大体积混凝土；裂缝控制；施工技术

我国目前对于大体积混凝土还没有明确的定义，在国际上，各个国家对于大体积混凝土的定义及针对大体积混凝土的施工所做出的规定也各不相同。就以美国为例，美国混凝土学会就对大体积混凝土作出了这样的规定，“任何就地浇筑的大体积混凝土，要根据它尺寸的巨大而采取相应的措施来解决水化热以及由于水化热而产生的形变的问题，以此来减少大体积混凝土开裂的数量”。具体说来，在工业及民用建筑中的箱型基础、设备基础以及立墙地下隧道等都是大体积混凝土结构。精确的说来，我们将坝体混凝土以及工业民用中的少数墙壁厚度大于1.5m和2.0m 的特厚壁结构称为大体积混凝土结构。同样的，从温度收缩裂缝控制角度来看，一些水池、地下通道等地下结构也可以看作是大体积混凝土结构。

在大体积混凝土施工中，由于混凝土中水泥的水化作用是放热反应，且大体积混凝土自身不易于散热，导致了大体积混凝土内部升温比外部升温幅度要大，这种升温幅度的差距导致混凝土各部分的热涨冷缩及由于其相互约束和外部约束共同作用下产生的应力是很复杂的，一旦温度超过混凝土结构所能承受的拉力的极限就会导致裂缝的产生。

1 大体积混凝凝土裂缝产生的原因

混凝土是由水泥石和骨料搅拌制成，在搅拌制作的过程中会混入气体和水，这就导致了混凝土是一种不均匀的脆性材料。由于具有这样的特性，导致混凝土在温度和湿度发生变化的时候会发生硬化并因此而产生形变。并且由于混凝土的材料构成比较复杂，导致了不同的材料变形程度的不一致，从而互相约束产生剪应力，造成了骨料和水泥石本身以及骨料和水泥石粘结面之间产生细微裂缝。这种分布不均的细微裂缝彼此间并不连贯，但随着时间的推移，在重力作用下或者是更进一步的温度变化作用下剪应力继续作用，导致细微裂缝越来越多，细微裂缝开始彼此连接。这些细微裂缝彼此连接之后就会形成可见的裂缝，由此也可以看出，裂缝的产生其实是细微裂缝的发展，要想控制裂缝的产生，还需要从控制细微裂缝的发展着手。

作为混凝土施工过程中较为常见的一种工程问题，混凝土开裂的产生还有其他的原因。比如在制造混凝土的时候原料的选取或者是配比不合理、施工过程不符合技术标准、以及建筑设计不合理等。就这些原因进行分析，可以发现混凝土结构出现裂缝的根本原因是复杂的，它不仅会受到温度影响而收缩形变，还会因为气候干燥而发生收缩形变，同时还会因为不均匀物质的沉降以及结构剪应力的集中的影响而开裂。在具体的混凝土工程中，混凝土开裂往往是由多种原因共同作用下发生的。通过查阅资料可以发现，在工程实践中，由于包括收缩、温度、不均匀的沉陷等变形变化导致的裂缝占总裂缝数量的百分之八十左右，而由于荷载而引起的裂缝大约占总裂缝数量的百分之二十左右。混凝土结构开裂不仅会影响到整个建筑的结构安全，还会影响建筑物的使用期限。然而，混凝土微裂是由于混凝土自身的特点所造成的，因此是微裂在混凝土工程中市不可避免的。在混凝土施工过程中，所要做的是尽可能的采取有效的措施来控制裂缝，控制混凝土结构的裂缝数量和裂缝的宽度，最大可能的杜绝有害裂缝的出现。

2 大体积混凝土裂缝控制的施工技术要求

根据以上理论结合实际的施工情况，我们得出以下关于大体积混凝土施工过程中裂缝控制的有关措施。

（1）在大体积混凝土在进行浇筑之前，要根据拟定好的防裂措施和施工條件来进行一定的计算，计算内容包括水泥的水化热绝热温度升高值、不同龄期的变形值、弹性模量以及收缩当量的温度差值。并且在大体积混凝土进行浇筑之后，要根据实际测得的温度值绘制相应的温度曲线图，计算各个不同的降温阶段混凝土温度收缩造成的拉应力各是多少，表格形式如下：

表1 施工测温记录表

测温时间 大气温度（℃） 温度（℃）

年 月 日 时

（2）确保混凝土结构的强度在达到临界值时不会遭受零下低温的作用。

（3）做好混凝土水灰比的控制，混凝土的水灰比对于混凝土的抗冻性有着重要的影响。当混凝土的水灰比超过一定的范围之后，随着水灰比的增加，混凝土结构的抗冻性、抗拉强度和极限拉伸等都会降低，最好将水灰比控制在0.6到0.65，并且在这个范围内越小越好。

（4）对于新老混凝土相接的缝隙，混凝土的浇筑必须在零上的温度环境下进行，如果处在露天环境的旧混凝土表面要采取措施进行升温，然后在温度达到标准后才进行浇筑。

（5）对于混凝土的砂石骨料，要严格控制骨料的颗粒直径，并保证砂石骨料中不能有结冰块，只有这样才能保证原材料的配合比温度，从而降低混凝土结构的开裂几率。

（6）在大体积混凝土施工过程中，可以利用草席、麻袋、泡沫塑料等覆盖物进行保温保湿，还可以利用砂层保温以及积水保温等做好保温防干的养护工作。做好施工过程中的养护工作，保证良好的保温保湿效果。适宜的温度和湿度可以保证大体积混凝土在结构强度达到临界值时不会受到温度的影响而出现裂缝。

（7）不能在大体积混凝土施工过程中进行拋毛石，因为这样会增加孔隙，降低大体积混凝土的抗冻性和抗拉强度。

（8）在冬季进行大体积混凝土结构施工的时候，可以采用蓄热法、主动加热法、暖棚法这样三种方法来保持混凝土中原有的热量，维持混凝土的温度和硬化程度。其中，蓄热法是指主要是利用保温材料，主动加热法是指在模板外通蒸汽，最后的暖棚法是指在大体积混凝土工程的外面搭盖暖棚，通过在棚内设电热风机等产热设备来保证温度。

结语

对于大体积混凝土施工过程中的裂缝控制方面而言，主要是要做好这样三个方面的工作。第一，确定混凝土的最短养护期，第二，防止施工前期的低温影响；第三，保证混凝土后期的使用期限和质量。只有做好这几个方面的工作，才能最好的防止大体积混凝土结构裂缝的产生和发展，从而保证大体积混凝土结构的质量和使用期限。

参考文献

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[2] 王宝民，王立久，穆红英，任铮钺，曹明莉，何小松. 新型液体水溶性混凝土超缓凝剂的研究[J]. 中国港湾建设. 2002（03）.