淺議大體積混凝土裂縫防治措施

【摘要】本文從大體積混凝土的界定著手，結(jié)合本人近幾年參建的嵐山油庫、天津中轉(zhuǎn)油庫10萬m3儲罐承臺基礎(chǔ)工程等項目施工經(jīng)驗，簡述了大體積混凝土裂縫防治措施。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；施工工藝；澆筑；裂縫；防治

一、大體積混凝土的概念及特點(diǎn)

大體積混凝土指的是最小斷面尺寸大于1m以上，施工時必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施妥善處理水化熱引起的混凝土內(nèi)外溫度差，合理解決溫度應(yīng)力并控制裂縫開展的混凝土結(jié)構(gòu)。其施工特點(diǎn)為：整體性要求比較高，并且要求連續(xù)澆筑；結(jié)構(gòu)的體量較大，澆筑混凝土后形成較大的內(nèi)外溫差和溫度應(yīng)力。

二、材料控制

（1）水泥：普通硅酸鹽水泥水化熱較高，特別是在大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度過高，與外部溫度產(chǎn)生較大的差異，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)表面拉應(yīng)力超過早期混凝土抗拉強(qiáng)度時就會產(chǎn)生溫度裂縫。（2）粗骨料：在滿足輸送泵送筑情況下，采用粒徑5～31.5mm連續(xù)級配石子，含泥量不大于1％。選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強(qiáng)度較高，同時可以減少水和水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，控制混凝土收縮變形。（3）細(xì)骨料：采用中砂，細(xì)度模數(shù)大于2.3，含泥量不大于3％。選用粒徑較大的中砂拌制混凝土比采用細(xì)砂拌制混凝土可減少用水量10％左右，同時可以減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升。（4）粉煤灰：采用添加粉煤灰和礦粉技術(shù)。選用二級粉煤灰，在混凝土中摻用適量的粉煤灰和礦粉不僅能夠節(jié)約水泥，降低水化熱，增加混凝土和易性，而且能夠大幅度提高混凝土后期強(qiáng)度，大大降低了混凝土前3天的水化熱。（5）外加劑：采用外加膨脹劑（HEA）和高效緩凝減水劑，降低水化熱峰值，對混凝土收縮有補(bǔ)償功能，提高混凝土的抗裂性。添加適量的膨脹劑（實際摻量由試配確定），在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力可以抵消一部分混凝土的收縮應(yīng)力，從而提高了混凝土抗裂能力。添加適量高效緩凝減水劑（實際摻量由試配確定），能有效延長混凝土凝結(jié)時間，減緩水泥水化反應(yīng)，使水泥水化放熱速率減慢。水化熱速率減慢有利于熱量消散，使混凝土內(nèi)部溫升降低。

三、混凝土澆筑

（1）混凝土攪拌、輸送。混凝土采用商品混凝土，采用混凝土運(yùn)輸車運(yùn)到現(xiàn)場，采用混凝土輸送泵送筑。（2）混凝土澆筑工藝。10萬m3儲罐承臺為大體積混凝土混凝土基礎(chǔ)，截面為原著型，其截面尺寸為：直徑81m、高1.7m，澆筑時采用“分區(qū)定點(diǎn)、一個坡度、循序推進(jìn)、一次到頂”的澆筑工藝。澆筑時先在一個部位進(jìn)行，混凝土形成扇形向前流動，然后在其坡面上連續(xù)澆筑，循序分層推進(jìn)，每層的澆筑厚度控制在300mm～500mm，直至達(dá)到規(guī)定高度。這種澆筑方法能較好的適應(yīng)泵送工藝，使每車混凝土都澆筑在前一車混凝土澆筑的坡面上，確保每層混凝土澆筑間歇時間不超過規(guī)定的初凝時間。（3）混凝土澆筑時，在每臺泵車的出灰口處配置1臺振搗器，考慮到混凝土的坍落度比較大，一般可斜向流淌1米遠(yuǎn)左右，設(shè)置2臺振搗器負(fù)責(zé)斜坡流淌處振搗密實，另外設(shè)置3～4臺振搗器主要負(fù)責(zé)混凝土振搗。（4）澆筑過程中安排專人振搗，振搗采用多點(diǎn)同時振搗，以防漏振和過振發(fā)生，做到“快插慢拔”。在振搗過程中，應(yīng)將振動棒上下略作抽動，以便上下振動均勻。為保證混凝土密實，底層混凝土振搗時間控制在50秒，上層混凝土表面應(yīng)以不顯著下沉、不再出現(xiàn)氣泡、表面泛漿、形成水平面為宜。分層振搗時，振動棒應(yīng)插入下層5cm～10cm，以消除兩層間的接縫。沾在水平鋼筋上的砂漿用振動棒輕輕碰落，不能讓其長時間滯留。澆筑時，每隔半小時左右，對已澆筑的混凝土進(jìn)行一次重復(fù)振搗，以排除混凝土在粗骨料、水平筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋之間的握裹力，增強(qiáng)密實度，提高抗裂性。（5）由于混凝土坍落度比較大，會在鋼筋下部產(chǎn)生水分或在鋼筋上部產(chǎn)生細(xì)小裂縫。為了防止這些裂縫的出現(xiàn)，及時清除了表面浮漿，軟弱混凝土層，澆筑后3～4h內(nèi)初步用水平刮杠刮平，初凝前用木抹子搓平壓實不少于2遍，且應(yīng)用木模第二次抹光，消除混凝土表面的龜裂紋，并按嚴(yán)格經(jīng)過計算的保溫施工方案覆蓋養(yǎng)護(hù)保溫。

四、混凝土養(yǎng)護(hù)保溫

（1）根據(jù)現(xiàn)場實際我們采取保溫養(yǎng)護(hù)的施工工藝，即采用覆蓋兩層塑料布、兩層毛氈，先鋪一層塑料布、兩層毛氈、然后再鋪蓋一層塑料布作為保溫層，經(jīng)過計算能夠滿足要求。實施過程中，安排專人負(fù)責(zé)測溫，根據(jù)測溫結(jié)果顯示，混凝土升溫高峰值在澆筑后的第3～4天出現(xiàn)，內(nèi)部最高峰值為55℃左右，混凝土表面溫度為38℃左右，內(nèi)外溫差小于25℃，達(dá)到了預(yù)期的目的。（2）由于混凝土厚度、體積的增大，其內(nèi)部熱峰值出現(xiàn)齡期也相應(yīng)延長，混凝土內(nèi)中心熱峰值出現(xiàn)齡期為3～4天，因此，做好此時間段混凝土的養(yǎng)護(hù)和監(jiān)測工作尤為重要。

五、混凝土測溫

（1）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》中規(guī)定“對大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，應(yīng)根據(jù)氣候條件采取措施，測定混凝土表面溫度和內(nèi)部溫度，將溫差控制在設(shè)計要求的范圍內(nèi)，當(dāng)設(shè)計無具體要求時，溫差不宜超過25℃”。（2）混凝土測溫采取分層測溫方法，根據(jù)混凝土配合比、氣候條件及養(yǎng)護(hù)方案，確定砼預(yù)埋溫度測點(diǎn)，測溫點(diǎn)位置由內(nèi)向外均勻布置，每組測溫點(diǎn)的層數(shù)根據(jù)基礎(chǔ)高度確定，采用溫度計進(jìn)行測溫。

（3）測溫孔采用φ25鍍鋅鋼管設(shè)置，為保證混凝土導(dǎo)熱，測溫管內(nèi)灌注變壓器油，測溫管高出混凝土面100mm。（4）配備專職測溫人員，測溫內(nèi)容：混凝土入模溫度、入模時大氣溫度、養(yǎng)護(hù)溫度記錄、內(nèi)外溫差記錄。溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)采用電腦整理分析，并打印出每個測點(diǎn)的溫升值和溫差值，作為研究和調(diào)整控溫措施的依據(jù)，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。（5）測溫時間間隔：測溫從混凝土澆筑后24h開始，升溫階段每2h測一次，降溫階段每4h測一次，根據(jù)溫度變化情況，3～5天后，每8h測一次，7～10天后，每天測一次，當(dāng)內(nèi)部溫度基本穩(wěn)定，且與大氣溫度差小于25℃時，整個監(jiān)測階段結(jié)束。（6）測溫時，要求測溫人員如發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部溫度與外部溫度之差超過25度或溫度異常，應(yīng)及時匯報項目部，以便及時采取補(bǔ)救措施。

六、技術(shù)管理措施

（1）項目部必須根據(jù)工程特別，結(jié)合各類影響因素制訂切實、可行的技術(shù)措施和質(zhì)量控制措施，并逐級進(jìn)行了技術(shù)交底，做到層層落實，確保順利實施。（2）混凝土澆筑嚴(yán)格控制坍落度及初凝時間，不留冷縫，并保證澆筑的交接時間控制在初凝前。（3）項目部設(shè)專人負(fù)責(zé)測溫及砼養(yǎng)護(hù)工作，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時向項目部匯報。（4）控制溫度裂縫措施。第一，合理選擇混凝土配合比，降低水化熱溫度。要求攪拌站優(yōu)選混凝土配合比，使用大粒徑粗骨料，嚴(yán)格控制砂、石級配和含泥量，摻加適量的減水劑和粉煤灰等。減少水泥用量，降低水化熱溫升。第二，降低混凝土入模溫度。為降低澆筑溫度，要求混凝土中摻加適量的緩凝劑，使初凝時間延長，推遲水化熱峰值出現(xiàn)，延長混凝土升溫期。第三，控制拆模時間，根據(jù)測溫結(jié)果，若混凝土拆模后的表面溫度與混凝土內(nèi)部溫度差小于25℃，即可拆模，拆模后應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行保溫。第四，避免降溫與干縮共同作用。大體積混凝土降溫與干縮同時發(fā)生，導(dǎo)致應(yīng)力累加，是后期出現(xiàn)裂縫的主要原因之一。為此，在混凝土拆模養(yǎng)護(hù)后，應(yīng)盡快回填土，使整個基礎(chǔ)底部保持濕潤狀態(tài)，預(yù)防混凝土在降溫期內(nèi)產(chǎn)生較大的脫水干縮和濕度變化。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]豐云滿．大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用[J]．黑龍江科技信息．2009（31）

[2]高強(qiáng)．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制指南[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004

[3]毛燕．混凝土裂縫的成因及預(yù)防[J]．企業(yè)導(dǎo)報．2010（1）

[4]建筑工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)匯編[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005（1）