周文欢

厦门百城建设投资有限公司（361000）

大体积混凝土施工裂缝原因与措施分析

周文欢

厦门百城建设投资有限公司（361000）

首先全面了解大体积混凝土施工质量控制，然后对工程施工中大体积混凝土裂缝成因进行有效分析，最后总结并提出大体积混凝土施工过程中防止裂缝产生的控制措施。

大体积；混凝土；施工

1 概述

1.1 基本情况简介

凡构件最小尺寸在1 000 mm及以上，最大长度超过了规范对缩缝的最大间距，预计水泥水化热产生构件内外的温差在250℃以上，以上这三种情况之一都属于大体积;某工程中大体积混凝土主要为底板基础，混凝土强度等级为C30P10;1#塔楼底板厚3 m,局部达7.4 m,2#塔楼核心筒外底板厚1.7 m，核心筒内2 m，承台厚度2.4 m和3 m。都需要按照大体积混凝土的施工要求去做。

1.2 大体积混凝土质量通病的表现

1）地下室地板混凝土表面裂缝：裂缝宽度较细（多在0.05～0.2 mm之间），走向纵横交错，没有规律性，裂缝分布不均。

2）核心筒及其他大体积混凝土表面开裂或整个截面产生贯穿裂缝。

2 原因解析

2.1 地下室地板混凝土表面裂缝原因

混凝土结构成型后，没有覆盖养护，受到风吹日晒，表面水分散失快，体积收缩大，而内部湿度变化很小，收缩也小，因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面开裂。

2.2 核心筒及其他大体积混凝土裂缝原因

1）表面裂缝：由于混凝土内部和表面的散热条件不同，形成中心温度高、表面温度低，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当这个拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表面产生裂缝。

2）贯穿裂缝：混凝土浇筑初期，混凝土处于升温阶段及塑性状态，弹性模量很小，体积变化所引起压应力很小，过了数日后，混凝土降温引起混凝土体积收缩变形，变形受到地基和结构边界条件的约束，产生拉应力，可引起混凝土整个截面产生贯穿裂缝。

3 超高层大体积混凝土裂缝控制措施

3.1 混凝土材料控制措施

1）水泥。底板混凝土使用水化热较低的矿渣硅酸盐或中低热硅酸盐水泥,质量稳定、含碱量低、C3A含量少、强度富余系数大、活性好、标准稠度用水量小，水泥与外加剂之间的适应性良好。其他各项指标符合国标要求，水泥要求有出厂合格证和复试报告。

2）碎石。底板混凝土粗骨料选用5～25 mm连续级配的碎石，针片状颗粒含量不大于10%，含泥量不大于1.0%,泥块含量不大于0.5%,空隙率小于40%,压碎指标小于10%，不得含风化颗粒的非碱活性骨料。

3）砂。砂选用II区中砂，细度模数在2.6～2.9之间，含泥量按重量计≤2.0%,泥块含泥量按重量计≤1.0%，有害物质按重量计蕊≤1.0%。

4）粉煤灰。为了减少水泥用量，拟掺加适量的粉煤灰以降低单方水泥用量。加入掺合料可以减少混凝土的水化温升而目由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、黏聚性和保水性。要求粉煤灰达到一级灰标准，具有一定的活性，外加剂相容性较好。

5）外加剂。在硅中掺加高效低碱型膨胀剂（SYG系列），月彭胀剂的掺量应经实验确定;硅中掺加聚丙烯睛合成纤维，纤维直径13 μm,长度12 mm，纤维在拌合物中应分散均匀，并进行检验。

6）膨胀剂。限制膨胀率7 d＞0.015%。

3.2 混凝土的配合比控制措施

1）和易性。为了保证混凝土在浇筑过程中不离析，要求混凝土要有足够的黏聚性，要求在泵送过程中不泌水、不离析。坍落度经时损失要求两小时小于40 mm，扩展度不小于45 mm。

2）凝结时间。为了保证底板混凝土的连续浇筑,避免出现施工冷缝，要求商品混凝土的初凝时间保证在10小时以上；为了保证后道工序的及时插入，要求混凝土终凝时间控制在12小时以内。

3）配合比。砂率宜为35%～42%，灰砂比宜为1：2～1：2.5，水灰比不大于0.55。为了降低混凝土的水化温升掺加一定量的粉煤灰取代部分水泥。

4）坍落度。底板混凝土采用混凝土输送泵浇筑的方式，其塌落度要求入泵时最高不超过180 mm，最低不小于140 mm，根据气温条件、运输时间（白天或夜天）、运输道路的距离、混凝土原材料（水泥品种、外加剂品种等）变化和混凝土的塌落度损失情况来调整原配合比，确保混凝土浇筑时的塌落度能够满足施工生产需要，保证混凝土的供应质量。

5）水泥用量。为了防止大体积混凝土水化热过大使内部温度过高出现温度裂缝，在满足强度和施工性能的条件下尽量减少水泥的用量，掺加一定量的活性粉煤灰取代部分水泥可以有效地降低混凝土的水化温升。

3.3 混凝土施工方法

3.3.1 泵管布置控制要点

1）泵管铺设：坚持“路线短、弯道少、接头严密”的原则。

2）接管：泵管必须架设牢固，输送管线宜直，转弯宜缓，接头加胶圈，以保证其严密，泵出口处要设一定长度的水平管，须搭设专门的支架支撑。

3.3.2 硅输送控制要点

1）为防止商品混凝土在运送过程中坍落度产生过大变化，混凝土罐车在运送途中，搅拌筒不得停止转动,混凝土罐车卸料前,应使搅拌筒全速（14～18 r/min）转动1～2 min，并待搅拌筒完全停稳不转后，再进行反转出料。

2）混凝土应保证连续供应，以确保泵送连续进行。

3）为防止操作者随意踩踏钢筋和钢筋移位，还要求铺设脚手板作为施工人员的通道。

4）泵送前，应先用适量的与混凝土内成分相同的水泥浆或水泥砂浆润滑混凝土输送管内壁。

5）混凝土施工期间若温度过高（超过30℃），在混凝土输送泵管外壁覆盖一层麻袋并洒水湿润，以降低混凝土入模温度。

6）在现场随时抽查坍落度，若发现坍落度超过规定要求则退回混凝土搅拌站。

3.3.3 硅浇筑控制要点

1）采用斜面分层、一次浇筑到顶，每层厚度300 mm;上下层之间浇筑间隔时间不得大于2 h;混凝土下料口距作业面不得超过2 m；对于施工自区设置溜槽,溜槽由木模板制作而成，宽度不小于450 mm，两侧沿高度不小于300 mm，便于混凝土流淌。

2）每根泵管配备6台Φ50振动棒,每两台一组,分别布置在斜面的坡顶、坡中和坡脚;局部Φ50棒无法插入时，采用Φ30的振捣棒，进行振捣，使混凝土得到充分振捣，避免出现漏振等施工质量。

3）混凝土在初凝前用刮尺刮平和木抹子收光，终凝前用混凝土打磨机（或木磨板）打磨压实，以提高混凝土表面密度和平整度。

3.4 测温与记录

1）测温点必须具有代表性，能全面反映大体积混凝土各部位的温度,从大体积高度断面考虑，应包括底面、中心和上表面，从平面考虑应包括中部和边角区。

2）从混凝土浇筑完成后4 h开始测温，在升温阶段每2 h测温一次，着重报告混凝土中心与表面以及表面与环境温度之间的温差,在降温阶段每6 h测温一次，测温结束时间均以各部位温差进入安全范围（ΔT≤250℃），可以撤除保温措施为条件。

3.5 养护及保温

1）混凝土的养护：大体积混凝土养护时间不得少于14 d。

2）混凝土的保温：本工程混凝土保温采用双层塑料薄模加四层草帘袖覆盖保湿保温。

4 结语

4.1 工艺流程

1）底板部分：浇筑前应制定施工方案→混凝土分段分层浇筑→混凝土打磨机（或木磨板）打磨-混凝土养护。

2）核心筒及其他部分：施工方案编制→基层防水层施工→钢筋安装→钢筋隐蔽工程验收→浇筑大体积混凝土（分段分层浇筑）→混凝土保温保湿养护（检查已浇筑混凝土内外温度）。

4.2 工艺要点总结

1）采用水化热较大的水泥,如矿渣硅酸盐水泥。

2）使用缓凝剂，减水剂，外掺合剂（粉煤灰），减少水泥用量，用水量，降低水灰比，减少水化热。

3）降低混凝土入模温度：采用遮阳措施降低砂、石等搅拌材料的温度,并在搅拌水中掺加冰块降温。

4）分层浇筑，以加强水化热量的散发。

5）采用缓凝剂，延迟混凝土初终凝时间，使水化热在混凝土凝固前有充足时间水化反应，减少水化热在凝固后的影响。

6）预埋冷却水管，用循环水降低混凝土内部温度，进行人工导热。

7）保温养护：初凝前宜立即进行喷雾养护，初凝时（表面收水，用水轻按无手印）用湿麻袋、薄膜、阻燃温度被等覆盖混凝土表面及模板以阻止表面热量的散发。

8）蓄水养护：混凝土终凝时（表面变色），在其表面蓄存一定深度的水，具有一定隔热保温效果。

[1]李志清.大体积混凝土底板施工裂缝的控制[J].沈阳建筑工程学院学报,2000(6)：13.

[2]张波.大体积混凝土温度裂缝的产生原因及控制措施[J].北京工业职业技术学院学报,2007(1).

[3]张志诚.浅谈混凝土施工裂缝成因及控制[J].山西建筑, 2003(10).