探求大体积混凝土裂缝成因及解决措施

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摘要：大体积混凝土裂缝控制是施工的一个技术难题，通过对芜湖奇瑞轿车五厂冲压车间地沟混凝土浇筑项目的施工，进一步了解如何从原材料选择、混凝土配合比设计、施工及养护措施多方面对裂缝进行防治，圆满的完成地沟大体积混凝土施工任务。本文较详细地分析了裂缝产生的原因及施工防治措施。

关键词：大体积混凝土；裂缝；防治

1工程概况

芜湖奇瑞汽车公司第五轿车厂冲压车间长209m，宽178m，面积37434m2。根据使用功能，冲压车间可划分为模具堆放区和冲压地沟区。单个冲压地沟尺寸为48m长，15m宽，深度为6.0m,地沟四周采用钢筋混凝土浇筑墙体，墙体厚0.6m，墙体采用C30混凝土浇筑，单个地沟混凝土方量达454m3，属大体积混凝土施工。

2大体积混凝土裂缝产生的原因

按照裂缝的成因简单的分为两种：一种是由于荷载直接作用（或者由于结构次应力的叠加作用），混凝土超过极限拉应力而引起裂缝，也称作荷载裂缝或结构性裂缝，另一种是由于变形变化引起的裂缝，如结构由于温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素而引起的裂缝，也称做变形裂缝，大多为非结构性裂缝。在实际施工中，因混凝土收缩和温度变化引起的裂缝是最常见的。对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大，这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。

3大体积混凝土裂缝的主要施工防治措施

3.1选择合适的原材料混凝土的收缩裂缝往往在施工的早期就产生了，其自身收缩是混凝土硬化过程中水泥与水发生水化反应生成新的化学物质，导致自身体积缩小。混凝土自身收缩的大小与水灰比、细掺料的活性、水泥细度等因素有关。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大；水泥细度越大，混凝土的收缩越大，且发生的收缩时间越长；因此选用大的骨料，并尽可能的多用骨料，则可以减小干缩，同时要严格控制粗细骨料的含泥量。

3.2选择适当的配合比①本工程采用5～31.5mm碎石，采取低水灰比，降低混凝土水化热。水泥标号越高水泥水化热也越高，采用32.5普通硅酸盐水泥可以满足强度要求。②选择最佳粗细骨料级配，增加混凝土密实度，减少收缩、徐变。

3.3改进大体积混凝土的浇筑施工工艺优化浇筑工艺，“斜面分层，薄层浇筑，连续推进；降低混凝土内外温差，“内排”并“外保”，一般要求混凝土内外温差不超过25℃，具体实施办法为：①降温冷却水管布设：在浇筑墙体混凝土前，钢筋绑扎好后立模前预先在混凝土内按1m的层距（距顶底面距离为0.50m）布设降温冷却水管（30mm的薄壁钢管），混凝土浇注完成后，即可在该层水管内通水。通过水循环，带走砼内部的热量，使混凝土内部的温度降低到要求的限度。②搅拌工艺：采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而节约水泥，并进一步减少水化热和裂缝。③振捣工艺：混凝土分层浇筑，分层振捣，适当控制入模厚度和振动技术，每层浇筑厚度为40cm，设置施工缝联结钢筋。待每薄层混凝土全断面布料振捣完毕，再从一头向另一头循环浇筑。

因墙体高达6.0m，下部2m部分的混凝土浇注需用溜槽、串筒入模。分层浇筑，每层灌注须在下层混凝土未初凝前完成，以防出现施工冷缝。混凝土振捣采用直径为50mm的插入式振捣器沿墙体浇筑的顺序方向振捣。振捣时插入下层混凝土5～10cm，振捣时间以混凝土表面翻浆出气泡为准。混凝土在浇筑振捣过程中会产生多少不等的泌水，需配备一定数量的工具如大铁勺等用以排出泌水。

对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。

3.4后期养护及数据采集混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。混凝土浇注完毕后即转入养护阶段。以下是在养护期间的几项体会：①采取严格的养护保护措施。本工程采用了三项养护措施：混凝土表面收光后立即覆盖一层塑料薄膜，以防止早期失水出现塑性裂缝；根据测温结果，适时在塑料薄膜上覆盖两层土工布保温，同时在混凝土中设置冷却水管降温；在塑料薄膜下适时补水，以保证水泥发挥补偿收缩作用的充分条件。②在埋设冷却水管时在混凝土中一起布设测温点，并在养护中通过测温点的温度测量指导降温、保温工作的进行，从而控制混凝土内外温差不大于25℃。测温点布置的原则应使不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均能得到监控。在两条长边墙体各取三个具有代表性的点，该工程在墙体垂直方向的上、中、下三个位置布置6个测温孔，保证不同施工区段混凝土温升均可得到反映，从而及时指导温控工作。浇筑结束后安排专人对测点进行温度记录，及时调整循环水的温度，确保降温效果。冷却完毕后，水管口用与墙体强度等同的水泥浆封闭，水泥中应加入微膨胀剂。③在气温较高（尤其超过30℃）时，浇水养护是保证砼强度的关键。工地现场使用小型水泵浇水，并在砼浇筑12小时内对砼覆盖塑料薄膜养护。薄膜养护采用一次性材料，始终保持塑料薄膜内有凝结水，后续工序应尽量避免对塑料薄膜的破坏。避免了混凝土因干燥而产生干缩裂纹。养护一般在7天以上。

4结语

大体积混凝土的裂缝特别是表面裂缝，主要是由于内外温差过大产生的。对大体积混凝土这种拉应力较大，容易超过混凝土抗拉强度而产生裂缝。

因此，加强养护是防止混凝土开裂的关键之一。要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，在养护中要加强温度监测和管理，及时调整保温和养护措施，延缓升降温速率，保证混凝土不开裂，有效的确保混凝土的施工质量。有些桥梁大体积承台或桥台的施工还可以在混凝土内掺入适量的块石，减少水泥水化热使混凝土的温度升高，避免裂缝的产生。通过对奇瑞汽车第五轿车厂冲压车间地沟大体积墙体的施工总结，为今后的类似工程施工积累了施工经验。