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摘要：簡述大體積砼裂縫產生的原因，裂縫預測、現場控制，材料選擇，砼的養護

關鍵詞：大體積砼溫度裂縫沉縮裂縫裂縫預測裂縫控制砼施工

前言

隨著經濟的迅速發展，基礎設施建設中大體積砼越來越多，工程實踐證明，大體積砼施工難度比較大，砼產生裂縫的機率較多，稍有差錯，將會造成無法估量的損失。為了降低經濟損失，我們要減少和控制裂縫的的出現。

從裂縫的形成過程可以看到，砼特別是大體積砼之所以開裂，主要是砼所承受的拉應力和砼本身的抗拉強度之間的矛盾發展的結果。因而為了控制大體積砼裂縫，就必須盡最大可能提高砼本身抗拉強度性能和降低抗應力（特別是溫度應力）這兩方面綜合考慮。抗拉強度主要決定于砼的強度等級及組成材料，要保證抗拉強度關鍵在于原材料的優選和配合比的優化（砼強度等級設計已經確定），由于砼選用地材，從經濟角度來考慮，原材料優化的空間相對較小，所以降低拉應力是控制砼裂縫的有效途徑，而降低拉應力主要通過減少溫度應力和沉縮應力來控制溫度裂縫和沉縮裂縫。

一、溫度裂縫

1.溫度裂縫產生的主要原因：一是由于溫差較大引起的，砼結構在硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，使砼表面和內部溫差較大，砼內部膨脹高于外部，此時砼表面將受到很大的拉應力，而砼的早期抗拉強度很低，因而出現裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大，離開表面就很快減弱，因此裂縫只在接近表面的范圍內發生，表面層以下結構仍保持完整。二是由結構溫差較大，受到外界的約束引起的，當大體積砼澆筑在約束地基（例如樁基）上時，又沒有采取特殊措施降低，放松或取消約束，或根本無法消除約束，易發生深進，直至貫穿的溫度裂縫。

2.溫度裂縫形成的過程：一般（人為）分為三個時期：一是初期裂縫--就是在砼澆筑的升溫期，由于水化熱使砼澆筑后2-3天溫度急劇上升，內熱外冷引起“約束力”，超過砼抗拉強度引起裂縫。二是中期裂縫--就是水化熱降溫期，當水化熱溫升到達峰值后逐漸下降，水化熱散盡時結構物的溫度接近環境溫度，此間結構物溫度引起“外約束力”，超過砼抗拉強度引起裂縫。三是后期裂縫，當砼接近周圍環境條件之后保持相對穩定，而當環境條件下劇變時，由于砼為不良導體，形成溫度梯度，當溫度梯度較大時，砼產生裂縫。

3.溫度控制：溫度裂縫的產生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在規范允許的范圍之內，要進行有效的控制，就必須進行科學預測，以保證控制的準確性。對溫度應力的控制現場一般是進行溫控。在澆筑砼時，采用溫度傳感片和測溫儀，從澆筑開始測溫（包括入模溫度，環境溫度），并及時抹壓（特別是初凝前）和保溫保濕養護。澆筑完后根據溫控指標，及時調整保溫保濕養護條件。

溫度影響系數受多種因素影響，其中溫度、濕度、散熱界面（土、空氣等），初凝時間、風速、溫差等影響較大，特別是風速和溫差較大時，溫度影響系數?大大降低，最高溫升將降低，這與我們的實測結果是相吻合的。但為防止降溫過快，形成大的溫度梯度，夏季選用蓄水養護,秋冬季加蓋草袋、海綿如果工地氣候風大、干燥特征拆模后及時采取防風，保溫措施，并及時回填土，結果證明這些方法對溫度影響系數的改變是非常有用的，事實表明控制也是非常成功的。

二、沉縮裂縫

當然砼沉縮裂縫在大體積砼（特別是泵送大流態砼）施工中也是非常多的。主要原因是振搗不密實，沉實不足，或者骨料下沉，表層浮漿過多，砼澆筑后，沒有及時抹壓實（特別是初凝前的二次拌壓），且表面覆蓋不及時，受風吹日曬，表面水份散失快，產生干縮，砼早期強度又低，不能抵抗這種變形而導致開裂。

在施工中采用緩凝型泵送劑，延緩砼的凝結硬化速度，充分利用外加劑（特別是緩凝劑）的特性，適時增加抹加次數，消除表面裂縫（特別是沉縮裂縫和初期溫度裂縫），特別是初凝前的抹壓，這對消除表有效的。

三、保證大體積混凝土質量的措施

1．選擇合適水泥和嚴格控制水泥用量

優先采用525R普通水泥，425R普通水泥等高標號水泥，以減少水泥用量。選用低熱水泥，減少水化熱，降低混凝土的溫升值。并盡量選用后期強度（90或120天），降低水泥量，并延緩峰值。在滿足設計和混凝土可泵性的前提下，將425R水泥用量控制在450kg／m3，525R水泥用量控制在360kg／m3。以降低砼最高溫升，降低砼所受的拉應力。

2.嚴格控制骨料級配和合泥量

選用10.40mm連續級配碎石(其中10.30mm級配含量65％左右)，細度模數2.80-3.00的中砂(通過0．315n凹篩孔的砂不少于15％，砂率控制在40％-45％)。砂、石含泥量控制在1％以內，并不得混有有機質等雜物，杜絕使用海砂。

3.選擇適當外加劑

可根據設計要求，混凝土中摻加一定用量外加劑，如防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等外加劑。外加劑中糖鈣能提高混凝土的和易性，使用水量減少20％左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延長到5h左右。

4.選擇優化配合比

選用良好級配的骨料，嚴格控制砂石質量，降低水灰比，并在砼中摻加粉煤灰和外加劑等，以降低水泥用量，減少水化熱，以降低砼溫升，從而可以降低砼所受的拉應力。

5.采用切實可行的施工工藝

根據泵送大體積混凝土的特點，采用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能較好地適應泵送工藝，避免混凝土輸送管道經常拆除、沖洗和接長，從而提高泵送效率，簡化混凝土的泌水處理，保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時間。根據混凝土泵送時自然形成一個坡度的實際情況，在每個澆筑帶的前后布置兩道振動器，第一道布置在混凝土出料口，主要解決上部混凝土的振實；由于底層鋼筋間距較密，第二道布置在混凝土坡腳處，以確保下部混凝土密實。隨著澆筑的推進，振動器也相應跟上，以確保整個高度上混凝土的質量。由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚，故澆筑結束后須在初凝前用鐵滾筒碾壓數遍，打磨壓實，以閉合混凝土的收水裂縫。

6.嚴格控制混凝土入模溫度

大體積砼最好選在春秋季施工，以降低入模溫度，既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模溫度，再者澆筑砼時最好不要讓砼在太陽下直接爆曬。施工過程中應對碎石灑水降溫，保證水泥庫通風良好，自來水預可先放入地下蓄水池中降溫。

7.加適當預埋件

在砼易裂縫部位埋設應力應變傳感片，直接測試拉應力，以便更直接控制砼（調節保溫保濕養護條件，保證溫度梯度），確保砼不裂縫。在基礎面筋上加設鐵絲網或小直徑鋼筋網，以提高砼表面抗裂性（中間溫度筋可去掉）。如3．00m厚承臺設計時，在承臺中間設置了墊20＠2肋水平抗縮鋼筋網片。采用“水平分層間隙”施工方法，分兩層進行澆筑，間隙時間7d以上，分層厚度各1．5m，抗縮鋼筋網設置在下層1．5m的上表面。在工期允許的情況下，這種施工方法可降低內部最高溫升、減少人力、材料及機械設備的投入。

8．改進施工技術

施工時加強插筋位置的振搗、抹壓、養護。由于鋼筋是熱的良導體，易產生大的溫度梯度，這是裂縫產生的一個主要環節。同時加強初凝前的抹壓，以消除初期裂縫，并加強早期養護，提高砼抗拉強度。

9．加強砼澆筑后的養護

砼澆筑后，應盡快回填土--土是砼最好的養護材料之一。目前這是砼保溫保濕養護的最有效方法，對預防裂縫是非常有益的。如采用蓄水法保溫養護，在混凝土施工期間可通入冷卻循環水，以便加快承臺內部熱量的散發。如采用內散外蓄綜合養護措施，可有效降低混凝土的溫升值，且可大大縮短養護周期，對于超厚大體積混凝土施工尤其適用。

10.加強技術管理

加強原材料的檢驗、試驗工作。施工中嚴格按照方案及交底的要求指導施工，明確分工，責任到人。加強計量監測工作，定時檢查并做好詳細記錄，認真對待澆筑過程中可能出現的冷縫，并采取措施加以杜絕。在變截面施工前，一定要加強預測，并保證預測的科學性。同時在實施過程中，要切實落實施工方案。

11.加強混凝土的測溫工作

為及時掌握混凝土內部溫升與表面溫度的變化值，在承臺內埋沒若干個測溫點，采用L形布置，每個測溫點埋設溫管2根01根管底埋置于承臺混凝土的中心位置，測量混凝土中心的最高溫升，另一根管底距承臺上表面100mm，測量混凝土的表面溫度，測溫管均露出混凝土表面100mm。用100的紅色水銀溫度計測溫，以方便讀數。第l--5d每2h測溫1次，第6d后每4h測溫1次，測至溫度穩定為止。從已有施工經驗的測溫情況看，混凝土內部溫升的高峰值一般在3.5d內產生，3d內溫度可上升到或接近最大溫升，內外溫差值在20℃左右，控制在規范規定范圍內，未發現異常現象。

12.其它參考意見

大體積混凝土采用泵送工藝，泵送過程中，常會發生輸送管堵塞故障，故提高混凝土的可泵性十分重要。須合理選擇泵送壓力，泵管直徑，輸送管線布置應合理。泵管上須遮蓋濕麻袋，并經常淋水散熱。混凝上中的砂石要有良好的級配，碎石最大粒徑與輸送管徑之比宜名1：3，砂率宜在40％。45％間，水灰比宜在0．5-0．55間，坍落度宜在15-18cm間。

及時與氣象臺取得聯系，掌握天氣情況。由于大體積混凝土承臺連續澆筑，故澆筑現場須設防雨棚，并在基坑四周，設置盲溝和集水井。