淺談大體積砼溫度裂縫監(jiān)理控制的要點(diǎn)

摘 要:大體積混凝土澆筑的內(nèi)外溫差如不嚴(yán)格控制，極易產(chǎn)生混凝土溫度裂縫。筆者認(rèn)為監(jiān)理施工過程中，只要在原材料的選用、配合比的確定、混凝土內(nèi)部及表面的測(cè)溫、降溫和保養(yǎng)等幾個(gè)方面嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，就能夠避免混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞:大體積混凝土; 溫差; 裂縫; 質(zhì)量控制; 溫度測(cè)控

中圖分類號(hào):TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-3315(2010)6-151-001

一、概述

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，沿江開發(fā)步伐的加大，高層、超高層建筑、大型設(shè)備基礎(chǔ)在我市相繼出現(xiàn)，在這些結(jié)構(gòu)中，大體積混凝土被廣泛的使用。與普通混凝土相比，大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)厚、體積大、鋼筋密、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高等特點(diǎn)，除了滿足強(qiáng)度、剛度、整體性和耐久性等要求外，最主要應(yīng)解決好控制溫度變形的發(fā)生和開展。事實(shí)上，只要我們制定有效的施工方案，在原材料的選用、配合比的確定、混凝土的保養(yǎng)等幾個(gè)方面嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，就能避免這種裂縫的發(fā)生。

混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土的導(dǎo)熱性能差，其外部的水化熱量散失較快，而積聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水化熱則不易散失，造成混凝土各部位之間的溫度差和溫度應(yīng)力，當(dāng)表面拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，給工程帶來不同程度的裂縫。下面從原材料的選用、配合比的確定、裂縫的計(jì)算等方面進(jìn)行詳細(xì)論述。

二、原材料選用的監(jiān)理要點(diǎn)

原材料主要是指水泥、砂、石的質(zhì)量:

1.水泥

大體積混凝土應(yīng)優(yōu)選高強(qiáng)低水化熱水泥，以減少水泥用量，降低水化熱。如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥等，強(qiáng)度應(yīng)優(yōu)先采用32.5或42.5標(biāo)號(hào)的水泥。

2.砂、石骨料

施工用砂應(yīng)選擇細(xì)度模數(shù)2.80~3.0之間的中粗砂，含泥量嚴(yán)格控制在1%以下，不得混有草根等有機(jī)雜質(zhì)，杜絕使用細(xì)砂。粗骨料應(yīng)盡量選用粒徑較大，石子極配良好的粗骨料，但考慮到大體積混凝土多為商品混凝土，泵送。所以綜合考慮應(yīng)優(yōu)選5~25cm連續(xù)極配的火成巖碎石，含泥量低于1%，片狀、針狀石含量不得超過10%，嚴(yán)禁有風(fēng)化石、云母巖等低強(qiáng)度巖石存在。

三、如何優(yōu)選混凝土施工配合比

根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度及泵送混凝土坍落度的要求，必須先進(jìn)行試配，試配時(shí)應(yīng)遵循以下原則:

1.減少水泥用量

為了減小水化熱，降低混凝土內(nèi)部的升溫，在條件允許的情況下，優(yōu)先選用強(qiáng)度高的水泥，積極采用“三摻”技術(shù)，在混凝土中摻加適量的JM—Ⅲ高效復(fù)合外加劑，Ⅱ級(jí)粉煤灰等活性料，能很好地提高混凝土的和易性、可泵性、減少水泥用量。同時(shí)還可以降低用水量，減少游離水的存在，將水灰比控制在0.45~0.50之間。

2.控制混凝土坍落度

積極與商品混凝土生產(chǎn)廠家加強(qiáng)聯(lián)系，根據(jù)運(yùn)輸路線的情況，控制好坍落度，施工現(xiàn)場(chǎng)做好到場(chǎng)混凝土坍落度的抽查工作，嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場(chǎng)隨意加水的做法，將施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土坍落度嚴(yán)格控制在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。

3.控制混凝土的入模溫度

混凝土入模溫度的高低對(duì)于混凝土早期溫度的產(chǎn)生和發(fā)展有著很大的影響，入模溫度過高會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部升溫過高，與外界和表面溫差過大，從而大大增加混凝土表面產(chǎn)生溫度裂縫的幾率。入模溫度過低會(huì)嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度，特別是早期強(qiáng)度的正常增長(zhǎng)，從而影響結(jié)構(gòu)的使用。一般采取的措施為高溫季節(jié)采用摻入冷水的辦法，低溫季節(jié)采用加入熱水的辦法，將混凝土的入模溫度控制在15℃~20℃之間，以延緩混凝土水化熱峰值的出現(xiàn)。

4.充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，減少每立方米混凝土中的水泥用量

實(shí)驗(yàn)證明每增減10kg水泥，其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升降1℃。

四、改善施工條件，減少溫度應(yīng)力

1.采取分層分段的澆筑方式，通過合理設(shè)置施工縫或后澆帶，以減小混凝土的相對(duì)體量，放松約束程度，減小每次澆筑體量的蓄熱量，防止水化熱積聚過多，以減小溫度應(yīng)力的積聚。

2.對(duì)于大體積混凝土基礎(chǔ)，可在基礎(chǔ)與混凝土墊層之間設(shè)置滑動(dòng)層，以消除墊層對(duì)基礎(chǔ)混凝土的約束作用，釋放約束應(yīng)力。

3.適當(dāng)摻入鋼纖維等材料，采用二次振搗法等積極有效的措施，提高混凝土的密實(shí)度和極限拉伸強(qiáng)度，提高混凝土的抗裂縫能力。

4.在結(jié)果截面突變或轉(zhuǎn)折處，底、頂板與墻體轉(zhuǎn)折處，孔洞轉(zhuǎn)角等處設(shè)置必要的溫度配筋和構(gòu)造配筋，以改善應(yīng)力集中，防止裂縫出現(xiàn)。

五、加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)和測(cè)溫工作

1.對(duì)于大體積整板基礎(chǔ)混凝土應(yīng)在混凝土終凝后覆蓋薄膜，其上再覆蓋一層麻袋進(jìn)行保溫，并積極采用蓄水法進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，蓄水深度15~20cm為宜，時(shí)間不少于14天，對(duì)于大體積轉(zhuǎn)換層大梁等構(gòu)件，可采用內(nèi)散外蓄的方法加快構(gòu)件內(nèi)部熱量的散失。具體做法為在混凝土澆筑前在構(gòu)件中埋入循環(huán)水管，混凝土澆筑完畢后及時(shí)通過水泵壓入冷水并使之在混凝土內(nèi)部形成循環(huán)，迅速帶走水泥水化產(chǎn)生的部分熱量，降低構(gòu)件內(nèi)外溫差。現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定應(yīng)將混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃之內(nèi)，基面溫度和基底溫度差控制在20℃之內(nèi)。

2.對(duì)混凝土內(nèi)外溫度進(jìn)行有效地控制，可以及時(shí)掌握混凝土內(nèi)外溫度產(chǎn)生和發(fā)展的情況，如發(fā)現(xiàn)問題可及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理，從而保證內(nèi)外溫差在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

大體積混凝土的測(cè)控技術(shù)主要使用熱傳感器，采集電壓信號(hào)，通過計(jì)算機(jī)適時(shí)處理，得到溫度數(shù)據(jù)，并適時(shí)儲(chǔ)存、顯示、打印，以達(dá)到指導(dǎo)大體積混凝土施工及養(yǎng)護(hù)工作的目的。

也可采用在混凝土中間和表面每隔適當(dāng)位置預(yù)留測(cè)溫孔，用溫度計(jì)直接測(cè)溫的簡(jiǎn)易方法，但該方法精度較差，操作起來存在諸多不便。

七、結(jié)語

總之，通過嚴(yán)密的事前預(yù)控，完善的事中監(jiān)控，就完全能夠?qū)⒋篌w積混凝土的內(nèi)外溫差控制在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，避免大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生。