大体积混凝土配比设计与裂缝控制技术

刘军章

摘要：随着大体积混凝土广泛的应用在具体的工程中，一般都会或多或少的存在一定的裂缝以及渗漏现象，这些问题对于在具体的工程使用以及工程维护中都会带来一定的安全隐患或者是不便。大体积混凝土在施工中，对于其配合比的要求较高，尤其是混凝土的施工中出现的经常由于水泥水热化而引起的一些问题，造成了温度的上升，继而由于温度原因造成了温度应力裂缝。所以，文中将主要按照jgj55-2011来实现对大体积混凝土配比设计，同时提出了裂缝控制技术

关键词：大体积混凝土；配比设计；裂缝控制技术

大体积混凝土和和一般情况中的裂缝有区别主要表现在结构中。大体积混凝土结构厚、体形大和混凝土量多，具备工程条件复杂以及技术标准高的特征。这样的情况中，满足普通混凝土施工配比设计标准。如何更好的对混凝土配比设计以及裂缝进行控制，变为十分重要的课题。

1大体积混凝土裂缝成因分析

1.1外界气温湿度变化的影响

混凝土内部的温度由结构的散热温度、水泥水化热的绝热温升和浇筑温度叠加而成。在施工期间，外界温度的变化对大体积混凝土裂缝产生具有一定的影响。浇筑温度和外界的温度成正相关关系，混凝土的浇筑温度会随外界温度的升高而升高；外界温度降低，就会增加大体积混凝土的内外温差。如果外界温度降低得越快，大体积混凝土就越容易产生裂缝。同时，湿度的高低也会对裂缝的形成产生直接影响，湿度降低，混凝土就会干缩，进而出现裂缝。

1.2水泥水热化

水泥混凝土是比较常见的混凝土，水泥混凝土在使用一定时间后，产生水泥的水热化反应导致建筑的表面裂缝产生。其主要的原理是：水泥混凝土在浇筑的过程中，内部的结构比较紧密严实，同时水泥混凝土的导热性能比较差。在水化的过程中产生巨大的热量，无法直接导热散发，导致内部结构的温度大。而建筑表面是裸露在常温下的，里外产生巨大的温度差，从而引发结构的膨胀或者变形，直接影响整体结构和裂缝的产生，再加上承载力的施加，很容易产生安全事故。

1.3收缩

混凝土中的水泥水化时会消耗水分，消耗水分后胶凝孔的液面下降会形成弯月面，这就是混凝土的自干燥作用，混凝土的自干燥作用使混凝土内的相对湿度降低和体积减小而导致混凝土自身收缩，当水灰比较大时，特别是大于0.5时，混凝土的自收缩与干燥收缩相比可以忽略；但是当水胶比较小时，特别是小于0.35时，混凝土内的相对湿度会降低较快，这时混凝土的自收缩与干缩的比例各占50%。大体积混凝土随着水化反应导致水分的减少和水分的蒸发，必然会导致体积收缩，这种收缩如果受到外界的约束，就会产生收缩应力，当收缩应力超过混凝土的极限抗拉强度，就会产生收缩裂缝。

2大体积混凝土配比设计

2.1水泥强度的选择

大体积混凝土水泥强度等级以不低于42.5级为宜，以52.5级为佳，其目的是在混凝土强度不降低的情况下，减少水泥用量，从而减少水化热。而水泥用量减少可以补充矿物搀和料，不致使混凝土的强度和和易性减弱。中国JGJ55要求混凝土配合比设计应满足：(1)混凝土配制强度；(2)拌合物和易性；(3)混凝土耐久性能，以及(4)经济性。

2.2对粗细骨料的选择及级配要求

混凝土的粗细骨料应是密实、坚硬的无风化和微风化的碎石，不应采用强风化的碎石和鳞片状碎石。一般来说，粗骨料所占比例大，对混凝土的伸缩约束大；骨料的级配好，弹性模量高，可有效减少混凝土的伸缩变形。中国规范JGJ55规定混凝土配合比设计计算时，骨料以干燥状态质量为基准。所谓干燥状态，是指细骨料含水率小于0.5%，粗骨料含水率小于0.2%。中国规范在修订时应该鼓励和优先推荐使用体积法进行混凝土配合比计算。

3大体积混凝土的裂缝控制技术措施

3.1施工缝及变形施工

具体施工方法为：清理→固定止水带→支模→混凝土浇筑。清理：变形缝结构施工前，先排干积水并截断外部流入施工面的地表水。固定止水带：在变形缝内侧主筋上焊接方框定位钢筋，并用铁丝拉紧以固定止水带。支模：变形缝止水带固定采用挡头板方木夹住止水带，并用斜撑等加固挡头板，使挡头板位于垂直于轴线方向的平面上，再用成型木条固定在模板上预留变形缝接水槽口。混凝土浇筑：变形缝处的混凝土浇筑时，先浇筑止水带处的混凝土，用捣固器人工加强振捣，变形缝一侧混凝土养护至规定强度后，只拆除挡头板的支架方木和钢筋，采用相同的方法固定另一侧的止水带，混凝土灌注时也先行浇筑该部位的混凝土，并加强振捣。

3.2选用合适的低水化热的矿渣水泥

大体积混凝土的开裂问题主要是由于水泥水化放热造成内部和外部形变量不同所导致的，可以说水泥是造成大体积混凝土开裂的一个重要因素。因此，为了降低大体积混凝土的开裂概率，应该尽量采用低水化热的矿渣水泥，并最大限度的降低水泥用量。与此同时，掺杂必要的混凝土掺合材料，从而降低混凝土的凝结速率，有效减小浇筑和凝结过程中水化热，降低混凝土的内外温差，可以防止混凝土出现裂缝。

3.3选择适当的细集料与粗集料

如果选择了河沙作为细集料，那么有必要限制于5mm或更小的粒径。与此同时，对于细集料应当保证质地坚硬并且含泥量较小，确保符合优良的级配。具体在选择粗骨料时，也要优先选择针片状的坚硬骨料。在条件允许时，对于选择的粗骨料还要检验材料的碱性与活性。此外对于水泥原料而言，应当能保证优良的收缩性与和易性，确保水泥能达到最基本的强度指标。对于出厂的水泥在进行验收时，应当密切关注水泥的出厂时间、证明文件、水泥的强度与类型等。由此可见，只有从全面的角度入手，才能符合最基本的原材料质量，从而为后期开展的各项裂缝控制措施提供基础。

3.4混凝土保温和养护标准

混凝土在终凝前收平后进行养护，根据相关的计算结果可以知道，工程底板一般没必要做覆盖保温的工作，如果在浇筑期间，由于天气炎热的因素或者是空气干燥等因素，混凝土会出现脱水现象，这样就会由于满足不了混凝土的强度，产生了干缩裂缝或者是片状裂缝，导致起耐久性和整体性的下降，这时就可以用塑料薄膜将混凝土进行覆盖，如果塑料薄膜覆盖不到，可以使用湿草袋进行覆盖，保持混凝土不会快速的失水，从而产生干缩裂缝。如果混凝土的配合比条件一定，那么结构混凝土越厚，其产生的内表温差就会越大，因此需要采用切实有效的措施控制内、表温差。

总而言之，对于尺寸、厚度与长度较大的构造物施工而言，运用大体积混凝土应当是最佳选择。施工中的大体积混凝土客观上需要较大的浇筑量，与此同时也表现为较宽的浇筑面积。这种状况下，大体积混凝土内部不应当出现裂缝。对于施工缝具体在进行控制时，有必要综合考虑外界温度、混凝土自身收缩以及应力等各项要素。作为施工人员，有必要归纳关于控制裂缝的相关体会，在此基础上致力于改善浇筑工艺并且优化配合比。此外，对于实时性的外温与内温也应当强化控制，确保从根源入手来减少结构内部裂缝并且保障构造物本身的坚固性。

参考文献

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