探讨大体积混凝土裂缝控制
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摘要：本文从设计、原材料、施工等方面谈大体积砼裂缝的控制措施。
关键词：大体积砼裂缝 控制
0.前言
砼结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象，大体积砼结构出现裂缝更普遍。在大体积砼工程施上中，由于水泥水化热引起砼浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致砼发生裂缝。因此，控制砼浇筑块体因水化热引起的温升、砼浇筑块体的内外温差及降温速度，防止砼出现有害的温度裂缝(包括砼收缩)是其施工技术的关键问题。下面就从设计、原材料、施工等方面谈大体积砼裂缝的控制。
1.裂缝控制的设计措施
1.1大体积砼的强度等级宜在C20～C35范围内选用，随着高层和超高层建筑物不断出现，大体积砼的强度等级日趋增高，出现C40～C55等高强砼，设计强度过高，水泥用量过大，必然造成砼水化热过高，砼块体内部温度高，砼内外温差超过30℃以上，温度应力容易超过砼的抗拉强度，产生开裂。竖向受力结构可以用高强砼减小截面，而对于大体积砼底板应在满足抗弯及抗冲切计算要求下，采用C20～C35的砼，避免设计上“强度越高越好”的错误概念。
1.2大体积砼基础除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋，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间距比较合理的。截面的配筋率不小于0．3％，应在0．3％～0．5％之间。
1.3大体积砼工程施工前，应对施工阶段大体积砼浇筑块体的温度、温度应力及收缩力进行验算，确定施工阶段大体积砼浇筑块体的升温峰值、内外温差不超过30℃，降温速度不超过1．5℃／d的控制指标，制订温控施工的技术措施。
2.裂缝控制的材料措施
2.1为了减少水泥用量，降低砼浇筑块体的温度升高。经设计单位同意，可利用砼60d后期强度作为砼强度评定、工程交工验收及砼配合比设计的依据。
2.2采用降低水泥用量的方法来降低砼的绝对温升值，可以使砼浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用，这是大体积砼配合比选择的特殊性。强度等级在C20～C35的范围内选用，水泥用量最好不超过380kg／m。
2.3应优先采用水化热低的矿渣水泥、5～40mm颗粒级配的石子（含泥量小于1．5％）和中、粗砂（含泥量小于1．5％）来配制大体积砼。
2.4掺合料及外加剂的使用。国内当前用的掺合料主要是粉煤灰，可以提高砼的和易性、降低水化热，掺加量为水泥用量的15％，降低水化热15％左右。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。砼中掺入水泥重量0．25％的木钙减水剂，不仅使砼工作性能有了明显的改善，同时又减少10％拌和用水，节约10％左右的水泥，从而降低了水化热。一般泵送砼为了延缓凝结时间，要加缓凝剂，反之凝结时间过早，将影响砼浇筑面的粘结，易出现层间缝隙，使砼防水、抗裂和整体强度下降。为了防止砼的初始裂缝，要加膨胀剂。国内常用的膨胀剂有UEA，EAS、特密斯等型号。
3.裂缝控制的施工措施
3.1砼的浇筑方法可用分层连续浇筑或推移式连续浇筑，不得留施工缝，并应符合下列规定：
3.1.1砼的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及砼的和易性确定，当采用泵送砼时，砼的摊铺厚度不大于600mm；当采用非泵送砼时，砼的摊铺厚度不大于400mm。
3.1.2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，必须在前层砼初凝之前，将其次层砼浇筑完毕。层间最长的时间间隔不大于砼的初凝时间。当层间间隔时间超过砼的初凝时间。层面应按施工缝处理。
3.2大体积砼施工采取分层浇筑砼时，水平施工缝的处理应符合下列规定：
3.2.1清除浇筑表面的浮浆、软弱砼层及松动的石子，并均匀露出粗骨料；
3.2.2在上层砼浇筑前，应用压力水冲洗砼表面的污物，充分湿润，但不得有水；
3.2.3对非泵送及低流动度砼，在浇筑上层砼时，应采取接浆措施。
3.3砼的拌制、运输必须满足连续浇筑施工以及尽量降低砼出罐温度等方面的要求，并应符合下列规定：
3.3.1当炎热季节浇筑大体积砼时，砼搅拌场站宜对砂、石骨料采取遮阳、降温措施；
3.3.2当采用泵送砼施工时，砼的运输宜采用砼搅拌运输车，砼搅拌运输车的数量应满足砼连续浇筑的要求。
3.4在砼浇筑过程中，应及时清除砼表面的泌水。泵送砼的水灰比一般较大，泌水现象也较严重，不及时清除，将会降低结构砼的质量。
3.5砼浇筑完毕后，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：
3.5.1保温养护措施，应使砼浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求；
3.5.2保温养护的持续时间，应根据温度应力(包括砼收缩产生的应力)加以控制、确定，但不得少于15d，保温覆盖层的拆除应分层逐步进行；
3.5.3在保温养护过程中，应保持砼表面的湿润。保温养护是大体积砼施工的关键环节，其目的主要是降低大体积砼浇筑块体的内外温差值以降低砼块体的自约束应力；其次是降低大体积砼浇筑块体的降温速度，充分利用砼的抗拉强度，以提高砼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和抗风条件，使砼在良好的环境下养护。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求，来确定大体积砼浇筑后的养护措施。
3.6塑料薄膜、草袋可作为保温材料覆盖砼和模板，在寒冷季节可搭设挡风保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算。
3.7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。
4.大体积砼的温控施工现场监测工作
4.1大体积砼的温控施工中，除应进行水泥水化热的测定外，在砼浇筑过程中还应进行砼浇筑温度的监测，在养护过程中应进行砼浇筑块体升降温、内外温差、降温速度及环境温度等监测。监测的规模可根据所施工工程的重要性和施工经验确定，测温的方法可采用先进的测温方法，如有经验也可采用简易测温方法。这些监测结果能为工程技术人员及时采取温控对策提供科学依据。
4.2砼的浇筑温度系指砼振捣后，位于砼上表面以下50～lOOmm深处的温度。砼浇筑温度的测试每工作班(8h)应不少于2次。
4.3大体积砼浇筑块体内外温差、降温速度及环境温度的测试，每昼夜应不少于2次。
4.4大体积砼浇筑块体温度监测点的布置，以能真实反映出砼块体的内外温差、降温速度及环境温度为原则，一般可按下列方式布置：
4.4.1温度监测的布置范围以所选砼浇筑块体平面图对称轴线的半条轴线为测温区(对长方体可取较短的对称轴线)，在测温区内温度测点呈平面布置；
4.4.2在测温区内，温度监测的位置可根据砼浇筑块体内温度场的分布情况及温控的要求确定；
4.4.3在基础平面半条对称轴线上，温度监测点的点位宜不少于4处；
4.4.4沿砼浇筑块体厚度方向，每一点位的测点数量，宜不少于5点；
4.4.5保温养护效果及环境温度监测点数量应根据具体需要确定。
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