吴九红　（安徽省第一建筑工程公司，安徽　合肥　230031）

大体积混凝土施工裂缝成因分析及控制

吴九红（安徽省第一建筑工程公司，安徽合肥230031）

大体积混凝土由于厚度大、体量大，致使内部热量不能及时散出，导致混凝土内外温差过大，从而产生温度应力，这种应力与温差呈正比，大体积混凝土施工的关键，就是采用恰当的措施消除裂缝。

大体积混凝土；内外温差；水化热；斜面分层；温度控制

1　裂缝成因分析

大体积混凝土由于厚实体大，在施工阶段如果措施不当或操作工人不能严格按照技术人员的交底或专项方案施工，随意操作，在混凝土的硬化、强度增长的过程中就有可能导致混凝土变形，产生有害裂缝，其裂缝成因大致如下。

1.1水泥水化热引起的温度应力和温度变形

大体积混凝土结构断面较厚，在浇筑过程中，水泥在水中进行一系列的复杂化学反应时积聚了大量的热量，同时这种热量也在不断向外发散，然而由于大体积混凝土过于厚实，使得这种热量发散的路径变得很长，进而使其内部热量的发散变得迟缓，使内外温差增大，导致产生温度应力和变形，一旦这种温度应力和变形力超过混凝土的内外约束力，裂缝就随之产生了。

1.2外界气温变化的影响

大体积混凝土在施工时，内外温差愈大，温度应力与之呼应就呈正比例提高，如果在混凝土的浇筑过程中，天气突然变化，气温猛烈下降，就会导致内外温差急剧增大，与此同时温度应力也随之大幅度提高，当这种应力超过初期浇筑的混凝土强度时，就会产生裂缝。

1.3早期混凝土的干缩变形

在混凝土浇筑过程中，水泥在水中进行一系列的化学反应时所需要的化合用水量不大，在早期硬化过程中大约有70%～80%水分要蒸发，在这种水分蒸发的过程中，混凝土内部就留下了大量细小且不规则的气泡，这种气泡不一定相互连通，但在混凝土的早期硬化干缩时所产生的收缩力可能使这些分散的气泡相互贯通，产生裂缝。

1.4混凝土内外约束力的影响

混凝土在浇筑早期，水化热积累，温度上升，其内部发生膨胀，这种膨胀力会受到诸如模板、钢筋、骨料间的粘结力、骨料与混凝土间的粘结力等复杂约束力的约束而形成压应力，然而在混凝土的浇筑后期，由于温度的回落，其表面的收缩又产生拉应力，一旦这种内部的压应力或表面的拉应力大于混凝土所能承受的抵抗强度，就会产生裂缝。

2　工程概况及施工部署

2.1工程概况

某工程总建筑面积为97110m2（其中地上约54588m2，地下约42522m2），由2幢20层建筑物及3层裙房组成，地下3层，整个地下室为不规则形状，大致为218m×（68～98）m，底板面积约16300m2，基础总混凝土用量约17000m3。地下室底板厚度为1m～1.1m，电梯井局部厚度为2m～4.2m。

2.2施工部署

该工程由于电梯井部位混凝土体积超大，底板混凝土超长，所以在底板中部设置了800mm宽后浇带，将整个基础底板分为2块，混凝土全部采用商品混凝土，整个基础按照所设置的后浇带划分为两段进行混凝土斜面分层浇筑。

每区块混凝土方量估算表

3　裂缝控制措施

由于本工程施工时刚好在7月份，天气炎热，不利于混凝土内部水化热的散发。为避免混凝土在施工过程中产生有害裂缝，主要采取的防治措施如下。

3.1配合比确定

3.1.1水泥

选用低热矿渣水泥，减少水化热。

3.1.2砂、石

混凝土所用的砂、石技术指标应符合现行国家规范的规定，粗骨料在可泵送情况下，选择粒径5.0～31.5mm连续级配碎石以减少混凝土收缩变形，骨料的含泥率、含水率应满足现行国家规范要求，砂宜采用Ⅱ区中砂，因为使用中砂比细砂细，可减少水及水泥的用量，起到减少裂缝的效果。

3.1.3水

为降低混凝土的入模温度，如有需要可在饮用水中加碎冰，以保证混凝土入模温度不超过30℃。

3.2外加剂的选用

3.2.1膨胀剂

选用ZY低碱高效膨胀剂，掺量为胶凝总量的7%，产品性能符合《混凝土膨胀剂》（JC476-2001）要求。预先跟设计沟通，底板混凝土另掺入聚丙烯纤维（0.9kg/m3）以增强抗裂性，聚丙烯纤维应选择原料纯度高、亲水性强、分散性好的产品，其质量应符合《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》（GB/T21120-2007）的要求。

3.2.2泵送剂

本工程选用JM-10高性能缓凝泵送剂，泵送剂的化学成分里含有引气组分，减水等多样组分，可以提高混凝土的保水性、泌水性、流动性等和易性能，增加混凝土的可泵性。在不改变每立方米混凝土比重的情况下，掺入泵送剂，就意味着水泥用量的减少，由此便可以减小水灰比，提高混凝土的密实度，减少裂缝产生的概率。

3.2.3外加剂

在混凝土中按设计及现行国家规范的要求掺入高效减水引气剂，这种外加剂的加入能在混凝土中产生大量分散且不规则的气泡，彼此独立，不勾连成串，这样就使得渗水路径变得曲折而漫长，大大提高了混凝土的抗渗效果。

3.3坍落度

虽然大体积混凝土的流动性较大，但本工程地下底板标高较低，为减小混凝土的水灰比，我们将混凝土的坍落度控制在14cm左右，在确保混凝土可泵性的前提下，增加混凝土的密实度，提高混凝土的抗裂性能。

3.4泌水处理

大体积混凝土一般坍落度及流动性较大，因而在振捣过程中会出现大量泌水，应及时排除混凝土在振捣过程中产生的泌水，及时排除泌水，能有效减少混凝土表面干缩时产生的龟裂。

3.5浇筑时间

由于本工程地下室底板混凝土施工处在7月份，高考已经结束，并且工程周边住宅不多，可联系有关单位将混凝土的施工选择在清晨或夜间等气温较低的时间段，这样有利于大体积混凝土水化热的及时释放，减少开裂的可能性。

3.6后浇带

该工程由于电梯井部位混凝土体积超大，底板混凝土超长，所以按设计要求在底板中部设置了800mm宽后浇带，并在此处设置沉渣槽，其深度视能容纳两侧混凝土底板钢筋下部吹扫入的垃圾多少为度，后浇带的设置能减少超长混凝土底板的变形开裂，同时又有利于控制混凝土水化热的释放。

3.7表面处理

在地下室底板斜面分层浇筑完成一定面积后，在其顶面加用平板振动器拖振一遍，拖振时离开新浇筑的斜面分层混凝土一定距离，防止振动时混凝土沿斜面分层处向下坍塌，待后续斜面分层混凝土又完成了一定面积后，再用同样的方法拖振一遍，如此往复，直到混凝土全部施工完毕。同时在混凝土初凝前用木抹子在顶面抹压一次，即将终凝前再用铁抹子进行收光抹压，由此减少表面的塑性裂缝。

3.8内外温差监测

采用专业公司的专业测温设备，并由专人随着施工进度、混凝土强度的增长，动态监测其内外部温度，若内外温差达到预警值，立刻将信息反馈到项目部，及时采取加强或补救措施。

3.9加强养护

本工程在混凝土表面分两种情况进行养护：①电梯井超厚部位，在地下室顶板施工完成后12h内，用薄膜将混凝土包裹严实并在其上覆盖麻袋片，并淋水保持麻袋片，薄膜内湿润，确保混凝土强度的增长；②1m～1.1m厚底板部位采用常规养护布浇水保湿养护，时间为14d。

4　大体积混凝土的浇筑

由于本工程底板混凝土长度远远超过厚度的3倍，适用斜面分层的浇筑方法：采用一定坡度、薄层浇筑、一次到顶、循序推进、斜面分层浇筑。

斜面分层

①斜面分层混凝土采用约1∶9的坡度浇灌，每层厚度约40cm，斜面分层混凝土既不能太厚，太厚不利于散热，又不能太薄，太薄则不利于施工，影响进度。从浇筑层下端开始逐渐上移，徐徐上升，一次浇灌到底板设计顶面，后续混凝土采用同样的方法，往复循环，直到底板混凝土全部施工完毕。

②在每个斜面分层混凝土处，安排3个操作人员采用插入式振捣器振捣，分别布置在坡顶、坡中、坡底处，3人协同作业，根据插入式振捣器的产品说明书控制好各自的振动半径，以防止漏振、过振、少振。

③在浇筑过程中，在地下室底板四周，振捣棒应与模周控制一定的距离，以防止触碰振脱模板，造成模板位移，振捣上层混凝土时应下插到下层混凝土一定距离，确保两层混凝土的结合面间有良好的粘结。在地下底板的梁柱核心区，由于此处钢筋密集，振捣时应避免振捣棒强行插入而打弯受力钢筋，振松箍筋，影响主筋受力，应找到适合的切入点，徐徐插入，精心振捣。在每处振捣时应待混凝土面泛出融浆，不再冒气泡为止，每段斜面分层混凝土浇灌完毕后，及时用工具拍平，赶实。

5　结语

本工程采用天津某公司生产的JDC-2建筑电子测温仪进行测温，共设46个测温点，138个传感器，测温工作由专业公司按照方案和国家现行规范要求开展，并及时记录测温数据。通过测温数据表明，混凝土内外温差控制良好，其值小于25℃，在控制范围内，满足要求。

大体积混凝土的施工有投毛石法、内部设冷凝管导热法等诸多方法，我们结合本工程的特点，经方案比选，采用常规的斜面分层法也起到良好的效果，还大大节约了成本和工时。地下室底板施工完毕后，由底板混凝土外观质量所示，通过大体积混凝土的斜面分层法浇筑施工、养护和裂缝控制等措施，表明以上措施对控制夏季浇筑大体积混凝土可能会产生裂缝是有效得当的。

［1］周真云.大体积高强混凝土施工裂缝及控制措施［J］.西部探矿工程，2004（6）.

［2］曾伟星.大体积混凝土裂缝控制［J］.建材与装饰（下旬刊），2007（12）.

［3］王顶堂.大体积混凝土裂缝控制技术应用研究［J］.安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2008（6）.

TU755.7

B

1007-7359（2016）04-0094-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.036

吴九红（1973-），男，安徽青阳人，国家注册一级建造师（房建与市政），国家注册安全工程师。