・５８・ 北 方 交 通 ２００８ 大体积混凝土 裂缝原因分析及防治措施 卢红岩 （河北沧州市交通局质监处，沧州０６１０００） 摘 要：通过对某桥墩大体积混凝土裂缝进行分析讨论，得出了裂缝产生的原因，并提出了几点防治措施。 关键词：裂缝；原因；分析；温度；措施 中图分类号：Ｕ４４５．７ １ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２００８）１２—００５８—０２ １ 工程概况 表３ 水质分析试验结果 某铁路桥两个边墩的结构尺寸为２．７ｍ×３．４ｍ ×５．０ｍ，设计混凝土强度等级为Ｃ２０，使用太行山 牌早强型普通硅酸盐水泥，九月上旬浇注混凝土。 浇注后四天拆模，当天发现两桥墩均有水平裂缝，并 （６）混凝土防腐剂：天津产ＳＲＡ性混凝土防腐 且裂缝迅速扩展，第二天又有新的裂缝出现。拆模 剂。因为目前还没有国家或行业标准，按企业标准 时发现的裂缝基本在混凝土墩台高度的二分之一 检测，各项技术指标合格。 处，裂缝宽度约为０．２ｒａｍ，长度约３ｍ多。后期出现 ３ 混凝土配合比 的裂缝不规则，但大致呈水平走向的。从钻取的芯 由某试验检测中心提供，试验室配合比如表４。 样可以看到，裂缝深度不一，最深处达２５ｃｍ，桥墩混 表４试验室配合比 凝土外观平整光滑。 ２ 原材料 （１）水泥：太行山牌早强型普通硅酸盐水泥，强 ４分析讨论 度等级为３２．５。各项技术指标试验结果如表１。 ４．１ 裂缝表面状态 表１ 水泥试验结果 裂缝位置在浇注面的侧面，位于高度１／２处，裂 缝为水平状，无网状现象，可以排除塑性裂缝；混凝土 浇注第四天发现裂缝，也不可能发生干缩变形裂缝。 ４．２原材料质量 （２）砂：新乐河砂，细度模数 ＝２．５，级配合 从原材料的试验结果表明，该桥墩混凝土使用 格，表观密度ｐ＝２．６３ｇ／ｃｍ ，堆积密度ｐ０＝１５００ｋｇ／ 的水泥、砂子、碎石、水、粉煤灰和防腐剂均符合有关 ｍ。的国家、行业和企业标准。特别是发现混凝土裂缝 ，含泥量１．６％，泥块含量０．３％。 （３）碎石：蓟县碎石，粒径范围５～３１．５ｍｍ，级 后，对水泥的凝结时间和安定性又进行了二次复检， 配合格，表现密度ｐ＝２．６５ｇ／ｅｍ。，堆积密度ｐＯ＝ 结果均合格。因此，可以排除因水泥ｆｃ 。或ｆＭ 。造成 体积膨胀引起的裂缝和因骨料含量太高引起的收缩 １ ５６０ｋｇ／ｍ ，含泥量０．４％，泥块含量０，针片状颗粒 含最为４％，压碎指标为９．８％。 裂缝的可能性。 ４．３ 施工操作 （４）粉煤灰：沧州市发电厂的Ⅲ级粉煤灰，各项 工地设有混凝土搅拌站，混凝土集中搅拌，原材 技术指标试验结果如表２。 料计量由微机控制，计量准确。入仓混凝土拌和物 表２粉煤灰试验结果 坍落度控制在３０～５０ｒａｍ之内，和易性良好，没有发 现石子离析和泌水现象。总之，混凝土浇筑严格按 照施工规范操作。 （５）水：当地浅井地下水。水质分析试验结果 ４．４ 水泥品种 如表３。 该桥墩混凝土为大体积混凝土，《普通混凝土 第１２期 户红岩：大体积混凝土裂缝原因分析及防治措施 ・５９・ 配合比设计规程》（ＪＧＪ５５—２０００）中明确规定：大体 积混凝土水泥应选用水化热低和凝结时间长的水 泥，如地热矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥 等。而该工程使用的是早强型普通硅酸盐水泥水化 热较高、凝结时问较短。 ４．５ 拆模时间 在大体积混凝土内埋设散热管，缩小混凝土温 度梯度，减小温度应力，降低因水热引起温度裂缝的 概率。 ５．５ 温度监测，控制温差 大体积混凝土施工时，要设立温度监控点。监 控点要测量混凝土中心温度和表面温度，同时还要 测量大气温度。温度上升阶段，每隔２ｈ测量一次温 度；温度下降阶段，每隔４ｈ测量一次温度。发现混 凝土内外温差超过２５ｃｃ时，要及时采取措施。 ５．６ 加强养护 此次使用的是大块的竹制压密板，为了使混凝 土表面光洁，模板内刷一层防水涂料。混凝土浇注 第四天拆模，正处于温度高峰期，拆模时间较早，同 时拆模前没有采取措施，混凝土内外温差较大，混凝 土表面与环境温差也较大。这也是产生裂缝的一个 重要原因。 大体积混凝土拆模后，要加强保湿保温养护，最 好用一层塑料薄膜外加两层湿草袋覆盖，根据混凝 土内外温差进行调整。当内外温差超过２５℃时，要 综合上述分析讨论，此次桥墩混凝土裂缝的主要 原因是由于大体积混凝土浇注时，使用了早强型的普 通水泥，其水化热大，混凝土内部温度很高，内外温差 较大，加之拆模时间过早，发生了温度变形裂缝。 ５ 裂缝防治及处理措施 大体积混凝土施工的关键问题是控制混凝土温 度，防止混凝土裂缝的产生。因此，施工前要针对大 体积混凝土施工的技术方案，制定防止混凝土产生 温度裂缝的预案。 ５．１ 严格控制原材料质量 及时加盖湿草袋，以延长散热时间，使温差产生的应 力小于混凝土的抗拉强度，防止贯穿裂缝的发生；当 内外温差小于２０℃时，可揭掉一层草袋，继续保持 应有的湿度。 ５．７ 木模板，晚拆模 木模板是混凝土最好的保湿外套，可以减小混 凝土内外温差，又可以逐渐散热。混凝土终凝后，开 始在木模板上淋水散热降温，同时水分也通过模板 湿润混凝土表面，使混凝土在硬化初期既降温又加 湿，能有效地控制裂缝的发生。 ５．８ 裂缝的处理方法 大体积混凝土要按照施工规范要求，严格控制 原材料的质量，特别是要选用低水化热的水泥，优选 掺和料（粉煤灰等），控制粗细骨料的含泥量。 ５．２ 控制混凝土拌和物的入模温度 大体积混凝土发生的温度裂缝，往往是贯穿性 的，其处理方法并不十分复杂，对于裂缝较多较深， 严重影响结构承载能力的，最好是处理掉重新浇注； 《混凝土结构工程质量验收规范》中规定，高温 季节施工时，混凝土最高浇注温度，不得超过２８￣Ｃ， 对于大体积混凝土要求更应该严格一些。因此，夏 对于一般裂缝，灌浆修补是一种好办法。灌浆有水 泥灌浆和化学灌浆。裂缝较宽，一般采用水泥灌浆； 裂缝较窄，多采用化学灌浆。化学灌浆主要选用环 氧树脂、甲基丙烯酸酯、氨基甲酸酯、硅橡胶等。 参考文献 ［１］雄文勇．大体积混凝土初始裂缝原因分析及防治措施［Ｊ］．山 西建筑，２００６，（１１）． 季施工要尽量安排在温度较低的夜间进行，粗骨料 要用冷水冲洗，用冷水拌和，将人模温度控制在 ２８￣Ｃ以内。这样可以推迟水化热高峰值的出现。 ５．３ 严格控制混凝土配合比 在配合比设计时要掺加减水剂，在满足强度条 件下尽量减小坍落度，拌和时可采用二次投料方法， 浇注时可采用二次振捣的方法，提高混凝土的密度， 提高混凝土的抗拉强度，有效地防止裂缝的发生。 ５．４ 埋设散热管 ［２］甄广常．关于混凝土裂缝问题的研讨［Ｊ］．ｆＩＩＩ Ｅ工专学报， ２００３，（２）． ［３］聂彦翔．混凝土裂缝灌浆修补的选取与处理［Ｊ］．混凝土， ２００３，（５）． Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｒｅａｓｏｎｓ ｆｏｒ Ｃｒａｃｋ ｏｆ Ｍａｓｓｉｖｅ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ － ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂｙ ｗａｙ ｏｆ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ ｃｒａｃｋ ｏｆ ｍａｓｓｉｖｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｏｂｔａｉｎｓ ｒｅａｓｏｎｓ ｆｏｒ ｃｒａｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｓｏｍｅ ｏｆ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ—ｔｒｅａｔｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｃｒａｃｋ；Ｒｅａｓｏｎｓ；Ａｎａｌｙｓｉｓ；Ｔｅｍｐ；Ｍｅａｓｕｒｅｓ