【学员问题】泵送大体积混凝土施工中裂缝控制措施？

　　【解答】近年来，随着国民经济的快速发展，工程建设规模逐年扩大，经常涉及到高层建筑基础、大型设备基础等大体积混凝土的施工，而泵送混凝土具有输送量大、速度快、效率高、节省人力和物力、能连续作业的特点，很适合大体积混凝土施工。泵送混凝土与普通混凝土相比，流动性要求较高，水泥用量较多、水灰比较高、含砂率较大，在大体积混凝土施工中容易产生混凝土裂缝，已经成为常见的质量通病，影响到结构的整体性、耐久性、防水性。

　　1 裂缝的原因

　　混凝土裂缝的种类主要有：干燥收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝、振捣裂缝等。

　　一是干燥收缩裂缝。大体积混凝土在硬化过程中，内部的一部分水分会蒸发出去，造成混凝土出现明显的体积收缩，在内部产生收缩应力，当收缩应力超过混凝土极限抗拉强度时，会形成收缩裂缝。造成这种裂缝的因素有混凝土中的水泥、骨料、水灰比、掺合料、外加剂、构件尺寸、环境条件等。

　　二是温度裂缝。大体积混凝土表面和内部温差较大时会产生温度应力，当温度应力超过混凝土能够承受的抗拉强度时，就会产生温度裂缝。温差主要有以下三种：在混凝土浇筑初期，混凝土产生大量水化热，聚集在混凝土内部不容易散发出去，而混凝土表面温度是室外环境温度，形成内外温差；在拆模前后，混凝土表面温度快速下降，形成内外温差；在混凝土内部温度上升到最高后逐渐下降到使用温度或者最低温度，这期间温度的变化形成内部温差。

　　三是沉降裂缝。大体积混凝土浇注后，在硬化过程中，粗骨料在振动和重力的作用下逐渐下沉，混凝土中一部分水上升到混凝土的表面形成外部泌水，另一部分水聚集在钢筋和骨料下面形成水囊，将骨料和水泥砂浆分开，形成内部泌水。水分逐渐蒸发后，混凝土内部的泌水通路就形成毛细孔道，造成沉降裂缝。

　　四是振捣裂缝。大体积混凝土浇注过程中，如果振捣不足，混凝土内部不够密实，造成强度不够，会造成混凝土裂缝；如果振捣过于频繁，会形成混凝土表面的细骨料多而粗骨料少，这样表面的收缩变形增大，会造成混凝土表面裂缝。

　　2 裂缝控制措施

　　2.1 干燥收缩裂缝控制措施

　　一是合理选择水泥品种。对不同品种的水泥，按照干燥收缩由大到小顺序进行排列，依次是矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中低热水泥和粉煤灰水泥，选择中低热水泥和粉煤灰水泥可以减少干燥收缩裂缝的出现。

　　二是降低用水量。在同一水泥用量条件下，混凝土干燥收缩与用水量成正比关系；在水泥用量较高的条件下，混凝土干燥收缩随着用水量增加而急剧增大。在混凝土配比设计时，尽量降低用水量，减少混凝土干燥收缩。

　　三是选用合理的骨料。混凝土干燥收缩受到水泥石干燥收缩的影响。在混凝土配比相同的情况下，不同品种的骨料会影响到混凝土干燥收缩，粗骨料对混凝土干燥收缩起到约束的作用。因此，对于粗骨料，尽量选择粒径较大、级配良好的石子，对于细骨料，尽量选择中砂或者粗砂，这样可以减少用水量和水泥用量，进而减少干燥收缩裂缝的出现。

　　四是掺入外加料。在泵送混凝土中掺入减缩剂，能够降低毛细管的张力，降低混凝土的收缩程度。掺入膨胀剂，使混凝土适度膨胀，可以补偿混凝土在早期失水而产生的收缩，减少混凝土收缩裂缝的出现。

　　五是改善施工方法。实施二次振捣法，在浇筑的混凝土初凝之前，实行第二次振捣，结合分层浇筑的速度和振捣线路，合理安排操作时间，增强混凝土的密实度，避免形成施工冷缝，提高混凝土的抗裂能力；实施二次投料法，改善了混凝土的搅拌工艺，提高了骨料和水泥砂浆之间的粘结性能，增加了混凝土的强度；实施二次抹压法，混凝土初凝之前和混凝土预沉之后，实施二次抹面压实，能够消除混凝土表面的收缩裂缝。

　　六是注重混凝土养护。混凝土浇筑之后，表面受到风吹日晒会加快干燥过程，会增加收缩程度，同时受到混凝土内部的约束作用，混凝土表面产生拉应力而形成裂缝。如果对混凝土进行早期保温和保湿的养护，可以有效减少混凝土裂缝的出现。

　　2.2 温度裂缝控制措施

　　大体积混凝土裂缝主要是由于温差引起的，温度裂缝是其主要的裂缝形式。因此，防止出现温度裂缝的最根本措施就是控制混凝土内外温差。具体措施有：

　　一是选择水泥。采用中热或者低热的水泥品种，充分利用混凝土的后期强度而减少水泥用量，可以控制水泥的水化热，减少混凝土的内外温差，能够有效减少温度裂缝的出现。

　　二是掺入外加料。常用的有减水剂、膨胀剂、掺合料。使用缓凝型高效减水剂，可以延缓混凝土拌合物的凝结时间，抑制塌落度损失过快；最常用的膨胀剂是硫铝酸盐系列，可以补偿混凝土的体积收缩，增加密实性；掺合料可以代替部分水泥，改善拌合物的性能。

　　三是选择粗、细集料。选用以自然连续级配的粗料配置，具有较好的和易性、较高的抗压强度，节约用水量、水泥量。细料可以选用中、粗砂，尽可能选用较小的砂率。

　　2.3 设计方面控制措施

　　一是完善后浇带。对于较大尺寸的大体积混凝土施工，可以分块浇注，中间预留后浇带，到施工后期使用膨胀混凝土进行浇注，把分块浇注的混凝土形成一个整体，减少混凝土内部的约束应力。对于地上地下均为现浇结构时，后浇带也应该贯穿地上地下，不能被梁、板、墙所隔断。后浇带间距可以设置为20～30m，宽度可以设置为700～1000mm.

　　二是合理配置钢筋。当混凝土墙板厚度超过400mm时，可以增加构造钢筋，采用小直径、小间距的配置，起到温度配筋的作用。

　　三是避免应力集中。结构孔洞周围、变断面处、底板与腹板的转角处、顶板与腹板的转角处，由于温度变化加上混凝土的收缩作用，这些部位会产生应力集中，容易造成裂缝。在孔洞周围可以增加斜向钢筋或钢筋网，在变截面处可以让断面逐渐过渡，同时增加钢筋。这些措施可以改善应力集中，减少裂缝的出现。

　　2.4 施工方面控制措施

　　一是控制混凝土出机温度。对混凝土出机温度影响最大的是石子温度，然后是砂和水泥的温度。拌合前用冷水冲洗粗集料，在储物仓进行冷风遇冷，冰屑拌合，可以有效降低出机温度。

　　二是浇注方案。一般采用分层浇注法和分段跳仓浇注法，分层浇注法又包括全面分层法、分段分层法、斜面分层法，浇注时混凝土的摊铺厚度不宜超过600mm.

　　三是浇筑温度，这是决定浇注质量的重要因素。春季和秋季比较适合施工，在夏季浇注，可以通过对搅拌运输车罐体遮阳和浇水、泵送管道铺草包喷水等措施，降低混凝土的温度。

　　四是混凝土养护。混凝土浇筑后，需要进行测温，根据混凝土内部温度变化进行养护，常用保温法和保湿法，及时覆盖保温材料和浇水保湿，可以避免温度梯度造成的表面裂缝。

　　以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。