大體積混凝土裂縫的施工控制技術(shù)應(yīng)用

陳志勇

【摘要】:混凝土構(gòu)造的截面尺寸達1m以上，就可以認為構(gòu)造是大體積混凝土。大體積混凝土的構(gòu)造在凝聚硬化時出于水泥水化熱及體積收縮等緣故，都可能引起混凝土出現(xiàn)裂縫。

【關(guān)鍵詞】:大體積混凝土；縫隙控制；施工技術(shù)

1、混凝土產(chǎn)生裂縫的原因分析

大體積混凝土在硬化期間，原于結(jié)構(gòu)斷面大、水泥用量多、水泥水化時緩解的水化熱在混凝土內(nèi)部和表面產(chǎn)生較大的溫差，從而變?yōu)檩^復(fù)雜的膨脹或收縮應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。另外，當(dāng)混凝土中多余水分蒸發(fā)時，會引起混凝土體積的收縮(干縮)，這種收縮也會使混凝土產(chǎn)生裂縫。

1. 1、溫度裂縫:

混凝土澆注后,水泥水化熱較大，使混凝土溫度上升。當(dāng)聚集在混凝土內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)時，混凝土內(nèi)部溫度明顯升高。而混凝土表面通常散熱較快，形成內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時，混凝土就會產(chǎn)生裂縫。

1. 2、干縮裂縫:

混凝土坍落度較大，含水量較大，混凝土中約20%的水分是水泥水化所必要的，尚有剩余的游離水分要蒸發(fā)，在混凝土中的多余水分蒸發(fā)時，就會引發(fā)體積干縮，因為遭受到地基或邊界條件的束縛，這種收縮轉(zhuǎn)換會在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超出混凝土抗拉強度時，混凝土就會產(chǎn)生裂縫。

由于混凝土因溫差和干縮會產(chǎn)生表面裂縫和深層裂縫甚至貫穿裂縫，給工程帶來極大危害，直接影響結(jié)構(gòu)的安全性能和抗?jié)B性能，因此在施工中采取可靠、有效的預(yù)防控制措施是極為關(guān)鍵的。

2、控制溫度和收縮裂縫的技術(shù)措施

預(yù)防溫度收縮裂縫的核心在于掌控混凝土溫升，保證延長混凝土降溫速度，增強養(yǎng)護，降低混凝土收縮，改善混凝土極限延伸植。應(yīng)在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中進行溫度監(jiān)控。

2. 1、控制混凝土溫升

運用水泥品種應(yīng)是低水化熱水泥，如礦渣硅酸鹽水泥。外加劑摻合料：可選用復(fù)合型外加劑及粉煤灰，以降低水泥的用量，改進混凝土和易性及可靠性，延伸遲緩時間。

骨料選擇：規(guī)范自然連續(xù)級配粗骨料配制混凝土，可選用5mm～40mm的碎石，降低混凝土的收縮，含泥量<1%,骨料中針片狀顆粒含量<10%。細骨料的選用中粗砂，含泥量<2%，這樣就可降低用水量。

控制混凝土入模溫度,主要降低水泥、骨料和水等原材料的溫度,從而控制拌合物澆筑溫度≯25℃。

自然分層,連續(xù)澆筑。

2. 2、延緩混凝土降溫速度

大體積混凝土澆筑后，為了盡量降低升溫階段內(nèi)外溫差，預(yù)防出現(xiàn)裂縫，故此應(yīng)給予合適的保溫和保濕養(yǎng)護。在潮濕條件下也可避免混凝土表面因水分分散而產(chǎn)生的干縮裂縫，使水泥順利進行水化，改善混凝土極限抗拉強度。對混凝土開展保溫、保濕養(yǎng)護，可使混凝土水化熱降溫速度延長，降低混凝土的內(nèi)外溫差，預(yù)防產(chǎn)生較大的溫差裂縫。

2. 3、減少混凝土體積收縮，提高混凝土的極限拉伸強度。

(1)混凝土配合比：采用泵送混凝土,砂率≯0.45，在滿足可泵送性的前提下，應(yīng)盡量降低砂率。粗骨料中針片狀顆粒含量≯10%，中砂通過0. 315mm篩孔的砂≮15%。泵送混凝土宜摻適量粉煤灰，坍落度在滿足泵送的條件下盡量選小值，以減少收縮變形。

(2)混凝土施工：選用自然分層的持續(xù)澆筑不出冷縫。對混凝土表面均撒5mm～25mm的碎石，實行二次抹面，終凝前人工實行二次抹壓收面，以降低混凝土表面的收縮裂縫。

2. 4、施工監(jiān)控工作。

為了掌控大體積混凝土水化熱早就不同深度處溫度場的變化規(guī)律，在大體積混凝土中布設(shè)測溫點，及時檢測混凝土內(nèi)部的溫度變換情況，以便隨時采取有效方法，掌控溫差,進而保證混凝土施工質(zhì)量。

3、工程實踐

我單位承建的南通百安宜家大廈工程,基礎(chǔ)底板厚1. 4m,屬大體積混凝土。此基礎(chǔ)底板長147. 6m，寬56. 8m，在中間位置擬定橫向兩道、縱向一道寬各1m的后澆帶，混凝土等級C40，抗?jié)B等級P6，混凝土澆筑量11800m3，選用預(yù)拌泵送的混凝土施工方案。

此工程在施工中采取了多項措施，基礎(chǔ)底板施工結(jié)束后，沒有出現(xiàn)裂縫情況，保證了基礎(chǔ)工程的安全性能和抗?jié)B性能。

3.1、根據(jù)本工程基礎(chǔ)混凝土的特點，對混凝土的配置采取了如下的措施:

(1)采用低水化熱的42. 5級的礦渣硅酸鹽水泥，每立方米混凝土中水泥用量≯380kg。

(2)細骨料使用中砂，要求通過0. 315mm篩孔的砂≮15%,含泥量<2%。

(3)粗骨料采用級配良好的5mm～30mm的碎石，要求石子中針片狀顆粒含量≯15%，并控制粗骨料中的含泥量小于1%。

(4)泵送混凝土砂率為40%，水膠比為0. 36。

(5)在拌制混凝土?xí)r，摻入Ⅱ級粉煤灰，減少相應(yīng)含量的水泥。取代水泥百分率為10%，以延緩水化反應(yīng)，降低水化熱。

3. 2、混凝土配合比:

混凝土配合比

3. 3、底板混凝土施工方法

本工程采用現(xiàn)場攪拌混凝土，泵送入模，三班作業(yè)，連續(xù)施工，不留施工縫?；炷帘霉懿荚O(shè)在基礎(chǔ)長度方向的中間，由左向右進行澆筑，澆筑寬度不大于5M,邊澆筑邊后退。

3. 4、混凝土的振搗

混凝土振搗時設(shè)置了三道振搗，第一道設(shè)立在混凝土的坡角，第二道設(shè)立在混凝土的坡中間，第三道設(shè)立在混凝土的坡頂。每道設(shè)置2臺振搗器,三道振搗相互配合，保證振搗覆蓋整個坡面。運用Φ50振搗棒振搗，振搗棒插入下層混凝土中的深度>50nm,振搗棒移動的間距以400mm左右為宜,振搗棒要快插慢拔，以混凝土面泛漿為宜。混凝土表面要用刮杠刮平，再撒5mm～25mm碎石，用木抹拍實抹平。

3. 5、混凝土的養(yǎng)護及測溫

混凝土的養(yǎng)護

混凝土澆注后的1小時內(nèi)，表面立刻掩蓋一層塑料薄膜，再覆蓋三層棉氈和一層塑料膜，這樣不僅能有效的保溫，也能確?；炷帘砻娴臐穸取Ｗ裱瓭仓炷?xí)r實測的混凝土表面溫度和內(nèi)部中心溫度，及時校正掩蓋保溫材料的層數(shù)。養(yǎng)護時間不低于14天。

混凝土測溫

混凝土測溫點按澆筑的先后順序在不同的區(qū)域和結(jié)構(gòu)布置具有代表性的測溫點，可較早的掌握該工程基礎(chǔ)混凝土的溫度變化規(guī)律，以便及時采取溫度控制措施。本工程測溫點在距結(jié)構(gòu)外邊緣2m處開始設(shè)置，每5m設(shè)置一個測溫點。

混凝土測溫管采用φ20的鋼管，其長度等于測溫處基礎(chǔ)混凝土的厚度，其底端封閉并焊接200mm長的鋼筋，在澆筑混凝土前豎向固定在測溫點處，底部(鋼筋端)放置于基礎(chǔ)墊層上，上部外露200mm,用塑料布或紙封閉上口，防止混凝土進入測溫管。測溫時，每個測溫點在豎向測3個厚度處的溫度,即距混凝土表面100mm處、混凝土中心處和距混凝土底面200mm處的溫度。測溫間隔:第1天—3天,為每2小時1次,第4天—7天，為每4小時1次，第8天—第14天，為每8小時1次，按測溫記錄繪制測溫曲線。經(jīng)實測，發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)溫度在第4天達到峰值為45℃，此時混凝土表面溫度為22℃,溫差最大值為23℃，小于25℃。

3. 6、混凝土質(zhì)量控制

本工程基本為C40、P6抗?jié)B混凝土，不僅是大體積混凝土,而且有較高的抗?jié)B需求，故此務(wù)必要實施以下措施，認真施工，才能確保不漏、不裂和不滲:

合理地判斷混凝土的原材料和最佳配合比，降低水化熱。

嚴厲克制混凝土的坍落度在16±2cm之間。

(3)開盤前,認真檢修施工機械、道路、照明、原材料和人員等,確?；炷粱A(chǔ)底板一次連續(xù)澆筑完畢，不產(chǎn)生施工冷縫。

(4)專人擔(dān)負測溫和養(yǎng)護，實時保溫和保濕,保證混凝土的膨脹應(yīng)力能抵收縮應(yīng)力。

4、結(jié)束語

本工程因為在施工中采取了一系列的方法,有效的克制了住大體積基本混凝土裂縫的產(chǎn)生,才確保了工程的質(zhì)量。經(jīng)過長時間的觀察,未發(fā)現(xiàn)裂縫,基礎(chǔ)混凝土不漏、不裂和不滲,獲得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

經(jīng)過本工程的實踐,對于大體積的混凝土,在施工中，只有多統(tǒng)計、多詮析，制定出全面的施工方案，采取切實有效的方法，并專注實行，大體積混凝土的裂縫是完全可以預(yù)防的。