浅谈大体积混凝土防裂施工技术

刘万军

摘要：近年来，随着城市化进程和基础设施建设的快速发展，我国在高层建筑、市政公用、水利大坝、桥梁基础等工程中常常存在大体积混凝土施工，混凝土在硬化过程中，由于水化热引起的温度变化和混凝土收缩的共同作用，使温度应力和收缩应力发生剧烈变化，从而导致混凝土结构出现有害裂缝而产生渗漏治理难的问题，造成工程质量和安全隐患。因此，防止大体积混凝土裂缝作为大体积混凝土施工的主要技术，对其进行不断研究具有重要意义。

关键词：大体积混凝土;防裂;施工技术

0引言

建筑工程中大体积混凝土浇筑施工是最为重要的环节，同时也是保证建筑工程稳定性和安全性的关键。只有做好大体积混凝土浇筑施工技术的把控，注重各方面的防控和管理，才能有效完善施工质量，控制裂缝问题的出现。本文就对建筑工程大体积混凝土施工技术进行分析探讨，并给出组织管理方案，以切实的保障工程的质量和安全。

1大体积混凝土的特点

（1）构件厚大，配筋多，混凝土量大。大体积混凝土是结构实体超长超大、最小尺寸在1.0m及以上、需一次性浇筑大量混凝土，且因构件配筋粗、配筋密、振捣难度大、易产生裂缝。

（2）环境复杂，技术要求高。大体积混凝土施工需现场连续浇筑，往往不许留施工缝，不仅施工持续时间长、现场条件复杂，受环境影响大，而且还需混凝土既要具有良好的工作性能，又要满足结构的整体性、耐久性和安全性。

（3）水化热大、易产生裂缝。浇筑后的混凝土产生的水化热大，内部温度高，表面温度低，内外温差大，形成较大温度应力，易导致发生有害裂缝。

（4）裂缝治理难。大体积混凝土的裂缝难以发现和检测，如发生裂缝，难以修补，后果十分严重。

2大体积混凝土裂缝的主要类型及危害

2.1大体积混凝土裂缝的主要类型

2.1.1干缩变形裂缝

混凝土浇筑后处于塑性状态时，因混凝土水化热高，以及炎热风大、蒸发过快引起产生的裂缝。其裂缝一般为不规则龟纹状、或放射状裂缝，以及每隔一段距离出现一条裂缝。

2.1.2温度变形裂缝

混凝土在硬化中，释放大量水化热，使内部升温快而散热慢、但表面散热快而温度低，导致内外温差大，产生内胀外缩，当内部压应力超过外部拉应力时，易产生表面裂缝;在内部逐渐散热冷却收缩时，由于接触处受到约束，当拉应力超过抗拉强度时，易产生贯穿性裂缝。其裂缝形状、部位又因温差大小、构件类型、约束程度不同而存在较大差异，且随时间变化，裂缝还会逐渐扩大加深，将严重破坏结构整体性，对承载能力和安全极为不利。

2.1.3塑性坍落裂缝

多发生在初凝前的钢筋混凝土结构中，由于骨料在自重作用下沿钢筋方向逐渐下沉，混凝土被上方的钢筋支顶，沿钢筋表面产生顺筋裂缝，使用流动性大或水灰比大的混凝土裂缝尤其严重。

2.2大体积混凝土裂缝的危害

（1）影响建筑物的功能。裂缝后产生的渗漏问题处理难，有时多次治漏，不但延误了工期、增加了成本，而且降低了结构使用功能。

（2）降低建筑结构的刚度。贯穿性裂缝使结构刚度降低，严重影响结构正常发挥其设计功能。

（3）影响混凝土的耐久性。裂缝的出现使侵蚀介质进入混凝土内部，导致钢筋锈蚀及混凝土腐蚀和碳化，使混凝土表面损坏且强度降低，对混凝土的耐久性影响甚大。

3大体积混凝土的裂缝防治

只有解决好混凝土内外部温度差的问题，才能解决好内外部温差过大的现象，从而解决温度应力的产生。温度升高所需的热量主要来源于混凝土初始温度和水化热产生的热量，所以控制温度可以从水泥本身性质和入模温度两方面采取措施来防治裂缝。

3.1改善原材料

（1）水泥品种的选择

选择水泥类型时，优先考虑水化热率低的水泥，如粉煤灰质或者抗硫酸盐水泥。可降低水泥用量，用粉煤灰水泥，可减少水化热量。

（2）粗细骨料的选择

在大体积混凝土结构中，粗细骨料的体积占比较大，一般可达到70%，所以，骨料的性质，级配比对混凝土的性质具有决定作用。选用粗骨料，减少水泥砂浆的使用。在配合比设计时，宜选用20mm左右的细碎石，含泥量应当小于1%。

（3）掺合料的选用

设计混凝土配合比时，以少部分的粉煤灰代替部分水泥，这样既可以减少水化热，还可以改善其和易性。同时，也需要控制粉煤灰的掺量，过多的掺入会使早期极限抗拉强度降低，容易产生表面裂缝，在一般的生产实践中，一般掺入15%的粉煤灰为宜。

3.2控制入模时的混凝土温度

施工生产季节不同，混凝土的入模温度不同。当外界环境温度高时，可以选择在傍晚时分施工，尽量保证浇筑时的初始温度在28℃，冬季低温季节，浇筑时的初始温度不得高于4℃。解决好水泥浇筑的初始温度，可以为后续控制温度差提供很好的路径。控制入模温度，可从以下步骤进行控制：

（1）降低搅拌用水的温度。在高温季节，可在搅拌水中添加适量的冰块。

（2）控制沙石的材料温度。在高温季节，原材料不应露天放置，应置于防晒棚中。

（3）运输前控制施工进度和需求，确保混凝土的连续供应，并对运输罐车进行保温。

4大体积混凝土施工时的监控

在进行混凝土施工时的温度监测时，要确定温度控制的标准，如内部最高温度不大于45℃，内外部的温度差值不大于25℃，降温梯度不超过3℃/d等目标。

4.1改善浇筑方案

在混凝土工程的施工前，应当根据工程环境，制定合理的建筑方案。比如在冬季低温施工期间，可选择上午10：00后浇筑;浇筑混凝土时，当外界環境温度高时，可以选在凌晨浇筑，浇筑时要注意分层且及时振捣。根据现场施工状况，如果振捣后，混凝土的密实度达不到相关要求，此时应二次振捣，同时采取二次抹面来保证表面的平顺性。

4.2预埋冷凝水管降低高温

在大体积混凝土的施工中，用水直接降温，时间短且效率高，如在土体中埋设水管，通水降温是一种直接、有效的手段。水管铺设完成且土体浇筑后，可根据监测到的混凝土内部温度，选择合适的水温，通水来降温。在大型工程中，制定合理的冷却水管降温方案，结合监测温度结果，确定合适的水温、流速的冷却水特征。

4.3控制拆模时间

大体积混凝土的模板对土体有支撑和保温作用，只有当混凝土体的强度达到相关的要求后，才能拆除。模板去除后，混凝土表面受到自重及自然环境的影响，产生较大应力，从而产生表面裂缝。

4.4做好表面隔热保护和养护

模板被拆除后，需要对混凝土进行覆盖，达到隔热保护和养护的效果，必要时进行暖棚法养护。混凝土养护可减少热量的聚集或者散发，不断缩小混凝土各不同区域的温度差值，还可以减少混凝土表面微型收缩，起到美观的效果。

结束语：大体积混凝土结构施工为我国建筑行业的蓬勃发展做出了巨大的贡献，在我国建筑工程质量发挥了重要的作用，是我国现代建筑施工技术的重要组成部分。大体积混凝土最容易出现的问题是混凝土开裂，严重影响建筑物结构的安全性和使用性，因此，在进行大体积混凝土施工时，应对水化热、裂缝、泌水等质量问题进行控制，保证浇筑技术、后浇带的施工技术和做好保温保湿的养护工作，以确证混凝土的质量，提高建筑物的整体性和安全性。

参考文献：

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