大體積混凝土裂縫控制的綜合措施

　　摘要：混凝土在澆筑過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，這是一個(gè)相當(dāng)普遍的現(xiàn)象，水利工程建設(shè)中，大體積混凝施工出現(xiàn)裂縫更為普遍。在施工中混凝土出現(xiàn)裂縫，影響到建筑物的整體性和耐久性，本文僅對(duì)施工中混凝土裂縫的成因和預(yù)防措施做一探討。

　　關(guān)鍵詞：大體積 混凝土 裂縫控制綜合措施

　　混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位。而在今天，混凝土在施工過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，這是一個(gè)相當(dāng)普遍和常見的現(xiàn)象，并且在大體積混凝土施工中表現(xiàn)尤為突出?；炷脸霈F(xiàn)溫度裂縫，會(huì)影響到建筑物的整體性和耐久性，如何解決好大體積混凝土裂縫的預(yù)防和控制問題成為工程建設(shè)長(zhǎng)期困擾的一個(gè)技術(shù)難題，值得我們不斷的探索和提高。

　　一、裂縫的原因

　　混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格（如堿骨料反應(yīng)），模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的調(diào)查資料，屬于由變形變化(溫度、濕度、地基變形)引起的約占80％以上。在大體積混凝土工程施上中，主要是由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力劇烈變化，從而導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫。

　　二、裂縫控制的設(shè)計(jì)措施

　　1、大體積混凝土的強(qiáng)度等級(jí)宜在C20～C35范圍內(nèi)選用，利用后期強(qiáng)度R60。設(shè)計(jì)強(qiáng)度過高，水泥用量過大，必然造成混凝土水化熱過高，混凝土塊體內(nèi)部溫度高，混凝土內(nèi)外溫差超過30℃以上，溫度應(yīng)力容易超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，產(chǎn)生開裂。豎向受力結(jié)構(gòu)可以用高強(qiáng)混凝土減小截面，而對(duì)于大體積混凝土底板應(yīng)在滿足抗彎及抗沖切計(jì)算要求下，采用C20～C35的混凝土，避免設(shè)計(jì)上"強(qiáng)度越高越好"的錯(cuò)誤概念?？紤]到建設(shè)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，在保證基礎(chǔ)有足夠強(qiáng)度、滿足使用要求的前提下，可以利用混凝土60d或90d的后期強(qiáng)度，這樣可以減少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土澆筑塊體的溫度升高。

　　2、大體積混凝土基礎(chǔ)除應(yīng)滿足承載力和構(gòu)造要求外，還應(yīng)增配承受水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力及控制裂縫開展的鋼筋，以構(gòu)造鋼筋來控制裂縫，配筋應(yīng)盡可能采用小直徑、小間距。

　　3、為滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B性等要求和施工和易性需要，應(yīng)進(jìn)行混凝土施工配合比優(yōu)選試驗(yàn)?；炷潦┕づ浜媳冗x擇應(yīng)經(jīng)綜合分析比較，合理地降低水泥用量。

　　三、裂縫控制的材料措施

　　1、水泥用量是混凝土收縮率的重要因素，采用降低水泥用量的方法來降低混凝土的絕對(duì)溫升值，可以使混凝土澆筑后的內(nèi)外溫差和降溫速度控制的難度降低，也可降低保溫養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用，這是大體積混凝土配合比選擇的特殊性，水泥用量最好不超過380kg/m。

　　2、采用5～40mm顆粒級(jí)配的石子，控制含泥量小于1.5％。

　　3、采用中、粗砂，控制含泥量小于1.5％。

　　4、混凝土中應(yīng)摻入適量的摻合料。其品種有粉煤灰、凝灰?guī)r粉、礦渣微粉、硅粉、?；姞t磷渣、氧化鎂等。摻用的品種和摻量應(yīng)根據(jù)工程的技術(shù)要求、摻合料品質(zhì)和資源條件，通過試驗(yàn)論證確定。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑。水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15％的水泥用量，也可使混凝土用水量減少25％。外加劑選擇應(yīng)根據(jù)混凝土性能要求、施工需要、并結(jié)合工程選定的混凝土原材料進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)，經(jīng)可靠性論證和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，選擇合適的外加劑種類和摻量。外加劑還應(yīng)配成水溶液使用。配制溶液時(shí)應(yīng)稱量準(zhǔn)確，并攪拌均勻。根據(jù)工程需要，外加劑可復(fù)合使用，但必須通過試驗(yàn)論證。有要求時(shí)，應(yīng)分別配制使用。

　　四、裂縫控制的施工措施

　　1、嚴(yán)格按規(guī)范施工

　　（1）混凝土澆筑前，保證倉內(nèi)無雜物，模板、鋼筋、預(yù)埋件符合規(guī)范要求，并做好驗(yàn)收自檢工作。

　?。?）混凝土澆筑過程中，嚴(yán)禁在倉內(nèi)加水；倉內(nèi)的泌水必須及時(shí)排除；應(yīng)避免外來水進(jìn)入倉內(nèi)，嚴(yán)禁在模板上開孔趕水，帶走灰漿；應(yīng)隨時(shí)清除粘附在模板、鋼筋和預(yù)埋件表面的砂漿；應(yīng)有專人做好模板維護(hù)，防止模板位移、變形。

　?。?）對(duì)混凝土撐柱、止水、施工過程中拋置的塊石等周圍和預(yù)埋件下面加強(qiáng)振搗，同時(shí)進(jìn)行二次復(fù)振，增加混凝土密實(shí)性，減少混凝土內(nèi)部微裂縫，經(jīng)測(cè)試加強(qiáng)振搗后混凝土試塊3d抗壓強(qiáng)度可達(dá)到80%以上。[Page]

　　2、在高溫季節(jié)施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況，采取下列措施：

　?。?）成品料倉骨料倉應(yīng)搭蓋涼棚，堆高不宜低于6m，噴灑水霧降溫(砂子除外)等；

　?。?）骨料從料倉到拌和樓，應(yīng)采取隔熱、保溫措施；

　?。?）混凝土拌和時(shí)，可采用冷水、加冰或用水將碎石冷卻等降溫措施；

　?。?）混凝土在運(yùn)輸過程中，應(yīng)盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間、等待卸料時(shí)間和減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，運(yùn)輸工應(yīng)有隔熱遮陽措施；

　?。?）在混凝土澆筑過程中，應(yīng)縮短混凝土運(yùn)輸入倉時(shí)間，及時(shí)進(jìn)行平倉振搗，要采用隔熱材料及時(shí)覆蓋，盡量縮短混凝土的暴露時(shí)間；

　?。?）混凝土澆筑宜安排在早晚、夜間及利用陰天進(jìn)行，并減小澆筑厚度，利用澆筑層面散熱?；A(chǔ)混凝土和老混凝土約束部位澆筑層厚以1m～2m為宜，上下層澆筑間歇時(shí)間宜為5d～10d。當(dāng)澆筑塊尺寸較大時(shí)，可采用臺(tái)階式澆筑法，澆筑塊分層厚度小于1.5m；

　?。?）應(yīng)增派人力加強(qiáng)連續(xù)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期內(nèi)始終使混凝土表面保持濕潤(rùn)；

　　（8）規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。

　　3、在寒冷季節(jié)施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況，采取下列措施：

　?。?）成品料倉骨料堆搭設(shè)暖棚，采用蒸汽排管法對(duì)粗骨料進(jìn)行加熱，使其溫度保持在10℃～15℃；

　?。?）混凝土拌和前，用熱水沖洗拌和設(shè)備。混凝土拌和時(shí)，可采用加熱水拌和，熱水水溫控制在60℃以下，先將骨料與水拌和，然后加入水泥，以免水泥假凝。拌和站出機(jī)口溫度應(yīng)控制在5℃～10℃以上；

　?。?）對(duì)混凝土運(yùn)輸工具采用麻袋和彩條布包裹，盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間、等待卸料時(shí)間和減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，以防溫度散失；

　　（4）塑料泡膜、草袋和棉被可作為保溫材料覆蓋混凝土和模板，并應(yīng)搭設(shè)擋風(fēng)保溫棚，必要時(shí)可在倉內(nèi)設(shè)火爐加熱，使混凝土澆筑溫度控制在3℃以上；

　　（5）拆模后和養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，應(yīng)采取預(yù)防寒潮襲擊、突然降溫和劇烈干燥等措施，在混凝土表面加塑料薄膜，保持混凝土表面水分，防止風(fēng)干，同時(shí)外層加2cm厚塑料泡沫保溫；

　?。?）對(duì)標(biāo)高位于±0．0以下的部位，應(yīng)及時(shí)回填土；±0．0以上的部位應(yīng)及時(shí)加以覆蓋，不宜長(zhǎng)期暴露在風(fēng)吹環(huán)境中。

　　五、溫控監(jiān)測(cè)措施

　　1、大體積混凝土施工應(yīng)建立和健全溫控管理和保證體系，并根據(jù)工程規(guī)模和質(zhì)量控制及管理的需要，配備相應(yīng)的技術(shù)人員和必要的檢驗(yàn)、試驗(yàn)設(shè)備，建立健全必要的技術(shù)管理與溫控制度。

　　2、在混凝土澆筑過程中應(yīng)進(jìn)行混凝土澆筑溫度的監(jiān)測(cè)，在養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)進(jìn)行混凝土澆筑塊體升降溫、內(nèi)外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度等監(jiān)測(cè)。這些監(jiān)測(cè)結(jié)果能及時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)大體積混凝土澆筑塊內(nèi)溫度變化的實(shí)際情況，以及所采用的施工技術(shù)措施的效果，為工程技術(shù)人員及時(shí)采取溫控對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)。大體積混凝土澆筑塊體內(nèi)外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度的測(cè)試，每晝夜應(yīng)不少于2次。

　　3、安排專人測(cè)定混凝土入倉溫度、坍落度，并留置規(guī)定的試壓塊組數(shù)?；炷敛鹉：螅瑧?yīng)檢查其外觀質(zhì)量。有混凝土裂縫、蜂窩、麻面、錯(cuò)臺(tái)和模板走樣等質(zhì)量問題或事故時(shí)應(yīng)及時(shí)檢查和處理。對(duì)混凝土強(qiáng)度或內(nèi)部質(zhì)量有懷疑時(shí)，可采取無損檢測(cè)法(如回彈法、超聲回彈綜合法等)或鉆孔取芯、壓水試驗(yàn)等進(jìn)行檢查。

　　六、結(jié)束語

　　筆者通過多年工作實(shí)踐，對(duì)大體積混凝土裂縫形成的原因和預(yù)防措施作了初步探討，認(rèn)為只要采取以防為主，采用溫控施工技術(shù)，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、混凝土材料的選擇、配合比優(yōu)化、拌制、運(yùn)輸、澆筑、保溫養(yǎng)護(hù)及施工過程中混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力的監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)，采取了一系列的技術(shù)措施，并施工中多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以控制和避免的。