广东建设工程监理有限公司 510010
摘要：通过对超长结构及大体积混凝土裂缝分析及控制，提高工程施工质量。
关键词：裂缝；裂缝控制；大体积混凝土；施工技术
大体积钢筋混凝土结构在工业建筑中多为设备基础、高层建筑中的厚大基础底板等，这类结构由于承受巨大的荷载，整体性要求高，往往不允许留施工缝，要求一次连续浇筑完毕。同时，大体积混凝土浇筑后水化热量大，由于体积大，水化热聚集在内部不易散发，混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，形成内外温差较大。在体内产生压应力，而混凝土表面却发生拉应力，如温差过大混凝土表面会产生裂缝。当混凝土内部逐渐散热冷却而收缩时，由于受到基底或已浇筑混凝土的约束，接触处将产生很大的拉应力，当拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，便产生裂缝，严重者会贯穿整个混凝土块体，带来严重的危害。
1、浇筑大体积混凝土时主要防止裂缝的措施
（1）选择水化热较低的水泥和安定性好的水泥，在满足设计强度要求的前提下，尽量减少水泥用量。
（2）掺缓凝剂或缓凝型减水剂，也可掺入适量粉煤灰等外掺料。
（3）尽量使用连续的骨料配制混凝土，在保证可泵性的前提下，选用大粒径、级配良好的石子和中粗砂，并控制石子的含泥量不超过1％，砂子的含泥量不超过2％。
（4）降低混凝土入模温度，在气温较高时，可以在砂、石堆场和运输设备上搭设简易遮阳装置或覆盖草包等隔热材料，采用低温水或冰水拌制混凝土。
（5）扩大浇筑面和散热面，减少浇筑层厚度和浇筑速度，必要时在混凝土内部埋设冷却水管，用循环水来降低混凝土温度。
（6）浇筑完毕后，应及时排除泌水，必要时进行振捣。
（7）在混凝土中掺加少量的磨细粉煤灰，取代部分水泥，并可改善混凝土的塑性和可泵性。
（8）在可能的条件下，在混凝土中掺加一定数量的毛石，不但可以减少水泥用量，还可以吸收混凝土中一定量的水化热，是防止混凝土产生裂缝的良好措施。
（9）热气不同的施工季节，可分加紧采用降温法和保温法施工。夏季主要用降温法施工，即在混凝土中掺用冰水，水温控制在5～10°C，在混凝土终凝后采用冷水养护降温，但要注意水温与混凝土表面温差不超过20°C，并用覆盖材料进行养护。在冬季采用保温法施工，利用保温材料防止冷空气侵袭，以减少混凝土的内外温差。在基本原子能回旋加速器工程施工时，曾采用两层模板、三层草帘进行保温养护，防止了任何微小裂缝。
（10）较深承台浇筑采用斜面分层，其厚度控制在500mm内，浇筑斜面坡度约为1：5。（见下图：）为确保承台及基础梁分层之间不出现冷缝，要求每台泵每小时砼泵送量保证在20m3以上。
（11）采用分层分段法浇筑混凝土，分层有利于混凝土水热化的散失，还可采用二次振捣的方法增加混凝土的密实度，提高抗裂能力，使上下两层混凝土在初凝前结合良好；也可在下层混凝土的表面上预留沟槽，加强上下层混凝土的链接
（12）设置后浇缝。当大体积混凝土平面尺寸过大时，可以适当设置后浇缝，以减小外约束力和温度应力；同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。
（13）大体积混凝土的养护。底板与承台等大体积砼，其表面水泥浆较厚，在混凝土结束后要认真处理。砼在施工完成后4~6小时左右，初步按标高用括尺括平，在初凝前用铁滚辗压数遍，再用木楔打磨压实以闭合收水裂缝，约12~14h终凝后，开始铺设塑料薄膜进行浇水养护，在覆盖养护期间，应设置测温孔进行测温，并作好记录，随时观察砼构件内外温差。待水泥硬化热高峰期过后（温差不大于250c）即可将塑料薄膜撤掉，进行自然保护，由专人负责浇水，养护期不得少于14昼夜。
2、大体积混凝土及地下室剪力墙施工技术措施
2.1裂缝控制设计
（1）为解决大体积混凝土裂缝，遵循“抗放结合”的原则，为减小地基的水平阻力对底板的约束，在底板卷材防水层上干铺一层塑料薄膜和一层干油毡作为滑动层。
（2）为解决裙房与主楼之间的沉降差，设置多条后浇带，宽度为800~1000mm。
（3）基础底板混凝土强度等级不宜过高，一般为C40，顶板、剪力墙混凝土强度等级为C50。混凝土强度等级越高水泥用量越多，水热化越大，收缩越大，可以利用部分外的渗剂替代部分水泥。
（4）为控制底板过厚，底板中部因无受力钢筋，特在距底板1500mm处设抗温度钢筋，12@200mm双向布置，以抵抗混凝土的收缩应力。
（5）在底板及地下室剪力墙混凝土内掺加杜拉纤维，掺量为0.7kg/m3，可显著减少塑性裂缝与早期干缩裂缝。
（6）混凝土的补偿收缩效能与膨胀剂的掺量直接相关，按《混凝土外加剂应用技术规范》（CB50199-2013）规定，限制膨胀率为：不用养护14d，大于或等于0.015％，空气中28d干缩率小于0.03％。为防止地下室外墙竖向裂缝，可按《混凝土外加剂应用技术规范》（CB50119-2013）的要求，水平钢筋间距应不大于150mm，配筋率宜为0.4％～0.6％。因此外剪力墙水平钢筋必为，间距为110mm，并在墙体中部350mm范围内设水平钢筋直径为12，间距100mm。
（7）在基础表面及模板的侧面，布置50mm×60mm×2mm的钢丝网，以提高表面的抗裂能力。
（8）地下室掺水泥用量8％～10％的PNC膨胀剂，要求将掺膨胀剂的补偿收缩混凝土水中养护14d的限制膨胀率控制在0.035％～0.04％。
2.2材料及配合比
（1）水泥应采用水化热较低的品种，例如矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥。对于防裂抗菌素渗要求较高的混凝土，所用水泥的铝酸三钙（3Ca0.A1203）含量不宜大于8％，使用时水的温度不宜超过60°C。
（2）严格控制水泥用量。水泥用量达到最大值时，会造成混凝土水泥浆过剩，为收缩裂缝提供可能，因而要尽量减少单方水泥用量。
（3）矿物的掺合料首先选择1级粉煤灰，其需水量比小于90％，烧失量小于3％，细度小于6％，同时具有良好的火山灰活性效应，其与水泥水化后产生的Ca（OH）2能起触媒作用，激发分煤矿矿灰的活性，其反应生成以C-S-H凝胶为主的凝胶物质。其次，由于粉煤灰中含有大量微珠，不仅提高了混凝土的和易性与坍落度，还降低了混凝土的水化反应时的发热量。其三是粉煤灰的细度较高，其45筛余量小于8％，因为新拌混凝土中水泥颗粒，使其充分的进行水化反应，这样水泥的有效强度就得以充分的发挥，甚至超水平发挥，而且不带有缓解作用，这样就起到了细微骨料的颗粒形貌效应。
2.3施工方法
（1）合理振捣。在浇筑混凝土过程中，采用分层面料，然后用铁耙子搅拌，接着进行梅花式振捣；振捣棒插入点的间距为400mm，振捣时间不宜超过15s。混凝土分层浇筑时，要使上下层混凝土一体化，应在下一层混凝土初凝前浇筑完毕。浇筑上层混凝土时，须将振捣棒插入下一层混凝土5cm左右，以形成整体。施工时应及时移动泵管，以防混凝土拌和物集中卸下。严禁用振动棒赶料，以免大量浆体被赶走，粗骨料留在原处，导致混凝土结构部不均匀，浆体多的部位干缩裂缝。
（2）认真抹压。在混凝土初凝前，混凝土表面会出现凹凸不平的状况，甚至会出现塑性收缩裂缝。混凝土表面不结实和塑性收缩变形，加速了混凝土表面失水速度，使混凝土表面的收缩裂缝进一步加剧。为解决这个问题，要进行第二次或第三次混凝土表面抹压，使其进一步密实平整，同时消除收缩产生的裂缝。第一次混凝土振捣后，立即用木拉板搓压两遍，然后依据天气情况和混凝土表面收缩的变化情况，在混凝土初凝前，再进行一次全面抹压，彻底消除收缩产生的裂缝。
（3）采用外蓄内散综合养护对于大体积混凝土，应控制浇筑后混凝土内外温差，混凝土表面与环境温差不应超过25°C，因此要采用各种方法来消除温差。
外部蓄热，混凝土抹压收水后，要及时覆盖薄膜和麻袋，覆盖后要及时进行蓄水养护，使其表面温度不致散失过快。
其次，在2.5m厚筏形板内设置25mm薄铁管，从南到北设4排，间距10m，高差2.0m，从东到西设3排，高差1.5m，用钢筋支架固定。外侧接通水源，通过循环冷却水，带走混凝土内部水热化，加快混凝土内部散热速度，以控制混凝土内外温差产生的裂缝。采用上述保温措施，用热电偶法测温，混凝土内外温差控制在23°C左右，有效控制了裂缝的产生。
3、总结
总之，在大体积混凝土施工时，准确地计算混凝土拌和温度、混凝土的出机温度、混凝土内部实际温度、混凝土表面温度及混凝土内部与表面温差，有利于先取适当的施工工艺、采取相应的降温与养护措施，从而避免出现混凝土温度裂缝，以保证大体积混凝土的施工质量。
参考文献：
[1]尹检亮.大体积混凝土施工技术探讨[J]山西建筑，2006（23）.
[2]混凝土结构设计规范（GB50010-2010）
[3]毛鹤琴.土木工程施工（武汉工业大学出版社，2000）
论文作者:林现
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/13
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 温差论文; 水泥论文; 水化论文; 表面论文; 《基层建设》2016年30期论文;