浅谈大体积砼的施工技术及裂缝控制
摘要：大体积砼具有形体庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、混凝土绝热温升高和收缩等特点。
大体积混凝土经常出现的问题不是力学上的结构强度，而是混凝土的裂缝。
如何防止大体积砼的开裂，如何在施工组织和施工技术上采取必要的措施是本文研究的重心。
关键词：大体积砼，施工技术，裂缝控制
Abstract: mass concrete with large quantity, concrete form, engineering, construction technology and complex conditions high quality requirements, the adiabatic rise of temperature high and shrinkage of concrete, etc. Mass concrete often appear problem is not of mechanical structure strength, but the cracks of the concrete. How to prevent mass concrete crack, the construction organization and how the construction technology of the necessary measures is the center of gravity is studied in this paper.
Keywords: mass concrete, construction technology, the crack control
前言
近几年，随着建行业的迅速发展，高层建筑物，高耸结构及大型设备基础大量的出现大体积砼已经被广泛应用，大体积砼与普通钢筋砼相比，具有结构厚，体形大，钢筋密，砼数量多，工程条件复杂等特点。
1.基础大体积砼的特点与裂缝产生的原因
1.1砼强度级别高，水泥用量较大，收缩变形大，产生裂缝
混凝土体积越大，水泥总用量相对大，水泥水化产生的热量越不易散发，温升越高，引起的体积变化也越大。
大体积混凝土浇注后，内部温度远较外部高，形成较高的温差，造成内涨外缩，使构件表面产生很大拉应力以至开裂。
对于大体积砼施工阶段来说，由于温度变形而引起的裂缝，可称为“初始裂缝”或“早期裂缝”。
1.2受约束，产生拉应力，产生裂缝
体积变化受约束会产生内应力。
约束条件有两种，即外约束和内约束。
外约束是指结构物的边界条件，一般指基础或其他外界因素对结构物的约束，水泥水化后期，散发热量大于放热量，构件温度降低，体积收缩，受边界条件约束，产
生拉应力。
如现在比较常见的地下室桶式结构、剪力墙结构受基础约束明显。
内约束是由于内部水泥水化热不易散发，表面则易于散发，内部体积膨胀，表面则体积收缩（特别是遇气温骤降或过水），受内部约束，产生拉应力。
这时产生的一般是表面裂缝。
1.3抗拉能力低，产生裂缝
混凝土是脆性材料，抗压能力较高，抗拉能力较低。
抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右；极限拉伸也很小，通常不足1×10－4.大体积混凝土温度变形受约束时产生的拉应变（或拉应力）很容易超过极限拉伸（或抗拉强度）而产生裂缝。
大体积混凝土结构设计中，通常要求不出现拉应力或只出现很小的拉应力，但施工中，大体积混凝土结构由于温度的变化而产生很大的拉应力，要把这种温度变化所引起的拉应力限制在允许范围以内是非常困难的。
2.浇筑前的准备工作
影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。
2.1材料选择
本工程采用商品混凝土浇筑。
对主要材料要求如下：
2.1.1水泥
考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。
因此确定采用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥，标号为525号，通过掺加合适的外加剂以改善混凝土的性能，提高其抗渗能力。
2.1.2粗骨料
采用碎石，粒径5～25毫米，含泥量不大于1%.选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
2.1.3细骨料
采用中砂，平均粒径大于0.5毫米，含泥量不大于5%.选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
2.1.4粉煤灰
由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。
粉煤灰的掺量控制在10以内。
2.1.5外加剂
每立方米混凝土2公斤减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。
2.2混凝土配合比
2.2.1混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土，要求混凝土搅拌站提前做好混凝土试配。
2.2.2混凝土配合比应提高试配确定。
按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。
2.2.3粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。
另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。
3提高大体积砼的施工质量
3.1加强对温度的控制
首先，为了控制由温差导致的裂缝，大体积砼的浇灌工作应选在一天中气温比较低的时间进行，优先选择水化热比较低的水泥，在确保大体积砼的强度等级前提下，使用一定的缓凝减水剂，以减少水泥的使用量，同时使水灰比降低，能够有效减少水化热；加入外掺料如粉煤灰不仅能代替部分水泥的功能、减少用水，还能够改善砼的可泵性。
其次，要注意控制砼入模的温度，如通过向骨料洒水来减少太阳对砂石料的直接照射；通过加冰块来冷却材料。
在浇筑时，应采取分层的方法，能够更好的控制浇筑的厚度及进度，有利于散热，同时浇筑的温度也要格外关注，例如在浇筑大体积素混凝土时加入适量的毛石，能够吸收大量的热能，并且节约大体积砼的原材料，但是要注意在浇灌过程中，应严格控制毛石块的体积不超过总体积的25%。
3.2提高对原材料的控制
由于在大体积砼结构中涉及的配筋较密且多，因此为了确保砼的紧密填充，应加强石子中最大粒径及其粗细集料级配，如果石子的粒径过大，石子就可能卡在钢筋中，而砂浆的收缩度大于砼的收缩度，拆模后就很可能在钢筋下方造成裂缝。
另外，应严格控制砂石料的含泥量，若超过规定，会降低大体积砼的抗拉力并增加砼的收缩力，这种情况下就极易产生裂缝，影响工程质量。
4浇筑时采取的措施
浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常用方法有以下几种：
4.1全面分层
即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。
采用这种方案，适用于结构平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。
必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
4.2分段分层混凝土浇筑
先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。
由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。
这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
4.3斜面分层
要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度超过厚度3倍的情况。
混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。
5养护阶段注意事项
大体积混凝土养护时要注意温度控制。
不仅要满足强度增长的需要，还应通过人工的温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。
混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：
5.1混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25℃～30℃。
5.2混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。
其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。
5.3采用内部降温法来降低混凝土内外温差。
5.4保温法是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料，在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。
5.5混凝土表层布设抗裂钢筋网片，防止混凝土收缩时产生干裂。
在大体积混凝土施工时掌握住它的基本知识，并根据实际采取有效措施，会使施工质量得到很好的保证。
6结语
综上所述，虽然大体积砼很容易产生裂缝，但是大量的科学研究以及成功的工程实例都表明，只要我们在设计、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑的各种因素的影响，还是完全可以避免危害结构的裂缝的产生。
参考文献：
[1]王国柱。
高层建筑基础大体积砼温度裂缝产生机理及控制措施[J]四川建筑科学研究，1998，（04）.
[2]唐晓雪，余忠。
大体积混凝土施工裂缝防止措施[J]四川建筑科学研究，2006，（05）。
