試論鋼纖維大體積混凝土裂縫控制與分析

張勇

【摘 要】本文針對(duì)如何分析鑒定裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展并有效地進(jìn)行裂縫的控制處理，對(duì)保證混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和正常使用有重大意義，值得參考。

【關(guān)鍵詞】鋼纖維；控制；原材料；溫控測(cè)量

0.前言

由于大體積混凝土體積厚大，水泥水化時(shí)所產(chǎn)生的大量熱量造成混凝土內(nèi)部溫度較高，易造成較大的內(nèi)外溫差；又由于混凝土的抗拉強(qiáng)度低，彈性模量小，致使混凝土開(kāi)裂，影響工程質(zhì)量。我公司采用混凝土中摻入鋼纖維和膨脹劑及一系列溫度計(jì)算、測(cè)試、養(yǎng)護(hù)等“綜合溫控”施工技術(shù)，在大體積混凝土施工中取得良好效果，較好地避免了裂縫的產(chǎn)生，抗?jié)B性好。近幾年來(lái)，我公司在江西醫(yī)學(xué)院γ 射線機(jī)房、南豐中心醫(yī)院γ 射線防輻射混凝土機(jī)房，大體積裂縫控制施工取得很好的效果及成熟的經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)將有關(guān)控制方法介紹如下：

1.方法特點(diǎn)

利用鋼纖維優(yōu)良的抗拉、抗彎、抗剪、阻裂、耐疲勞、高韌性等性能和膨脹劑 “補(bǔ)償收縮”及一系列溫度計(jì)算、測(cè)試、養(yǎng)護(hù)等“綜合溫控”施工技術(shù)，來(lái)控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，并有利于提高結(jié)構(gòu)的整體性、抗?jié)B性、同時(shí)提高了結(jié)構(gòu)的抗震能力。

2.使用范圍

工業(yè)與民用建筑中超長(zhǎng)、超厚（目前最大厚度達(dá)6.5M）現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如連續(xù)性基礎(chǔ)底板、箱型基礎(chǔ)、設(shè)備基礎(chǔ)、防輻射墻等需要裂縫控制的鋼筋混凝土工程。

3.控制原理

從原材料及配合比的優(yōu)化上使混凝土產(chǎn)生的水化熱減少，中心溫度降低；采用膨脹劑膨脹能補(bǔ)償收縮；摻加鋼纖維增強(qiáng)混凝土的極限抗拉性能，增強(qiáng)混凝土的延性，可以進(jìn)一步抵抗混凝土的開(kāi)裂，同時(shí)增加混凝土的抗震性能；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，控制混凝土的內(nèi)外溫差，控制溫度梯度的變化。

4.主要施工機(jī)具設(shè)備

（1）測(cè)溫設(shè)備可采用的測(cè)溫儀有XQC-300大型長(zhǎng)圖自動(dòng)平衡記錄儀和QZG-010銅熱電阻溫度傳感器配套改裝為定時(shí)全自動(dòng)擴(kuò)展裝置，以及我公司在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)完善的新測(cè)溫儀，大體積混凝土溫度微機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀和進(jìn)口的恒溜型集成溫度傳感器配套。

（2）結(jié)構(gòu)支模、扎筋、混凝土拌制、運(yùn)輸、澆注等所需的機(jī)具設(shè)備，可根據(jù)不同工程對(duì)象按通常施工要求設(shè)置。但必須確保連續(xù)澆注，并不得出現(xiàn)冷縫。

5.工程實(shí)例

由我公司施工南昌大學(xué)一附醫(yī)院設(shè)備房， 由于有放射性的要求， 設(shè)計(jì)采用厚大體積混凝土結(jié)構(gòu)。外墻高為3.5m， 寬為1.2m， 隔墻高為6.5m ，厚為2.0m，采用容重2500kg/m3混凝土C25。工程驗(yàn)收沒(méi)有產(chǎn)生裂縫，抗?jié)B性好?；炷潦┕?yīng)著重解決原材料的選擇、配合比水化熱優(yōu)化、測(cè)溫和大體積混凝土施工等技術(shù)難題，以下便是施工過(guò)程中的施工工藝等。

5.1嚴(yán)格控制原材料

（1）選用低水化熱水泥，采用的是“洋房”P·S42.5級(jí)礦渣水泥水泥。

（2）細(xì)骨料（砂）：細(xì)度模量2.6，含泥量1.2%，連續(xù)級(jí)配。

（3）粗骨料：采用卵石， 粒徑5～25mm，含泥量不大于1%。要求：良好的級(jí)配、空隙率不大于42%。

（4）鋼纖維：北京盾嶺型鋼纖維。

（5）膨脹劑：萍鄉(xiāng)“聯(lián)友”UEA高效低堿膨脹劑。

（6）粉煤灰：豐城電廠II級(jí)粉煤灰。

（7）高減水率、低收縮率、緩凝型的聚羧系高性能減水劑。摻量0.8%（占膠凝材料用量），減水率≥23%，收縮率≤105%。

5.2水化熱曲線的優(yōu)化

以上材料確定提前二個(gè)月做了前期十幾組配合比，優(yōu)化混凝土水化熱曲線及混凝土工作性能。優(yōu)化配合比如下：

5.3混凝土嚴(yán)格按50cm分層灌筑、振搗

用？準(zhǔn)30加長(zhǎng)高頻振搗棒振搗，1.2m×1.2m面積內(nèi)布置振搗點(diǎn)9個(gè)，呈交叉交體分布，振搗時(shí)間為30～60秒，快插慢拔，插入下一層厚度不小于10mm。

5.4混凝土的養(yǎng)護(hù)派專人負(fù)責(zé)

頂板二次抹壓后，采用薄膜與麻袋二層保溫保濕蓄水養(yǎng)護(hù)，蓄水深度不小于50mm。墻體在模板上掛麻袋保溫保濕養(yǎng)護(hù)，采用設(shè)置淋水軟管與灑水相合方法。確?；炷猎?4d內(nèi)保持濕潤(rùn)狀態(tài)，在養(yǎng)護(hù)期間，混凝土不允許發(fā)白。

5.5溫控測(cè)量

配備專職測(cè)溫人員， 按兩班制考慮以澆筑塊體對(duì)稱軸線的半條軸線為測(cè)溫區(qū)，在測(cè)溫區(qū)溫度測(cè)點(diǎn)呈平面布置，在距混凝土表面50mm 及混凝土的中間部位布置二個(gè)測(cè)溫。測(cè)溫要求：1～7d，每4h測(cè)溫一次；7～21d，每8h測(cè)溫一次?；炷翜夭羁刂?50C，報(bào)警溫差設(shè)定230C。

5.6預(yù)測(cè)溫差△t計(jì)算如下

絕熱溫度：46℃；南昌地區(qū)施工時(shí)最高混凝土溫度：24℃；預(yù)計(jì)墩中心最高溫度：46℃+24℃=70℃；通過(guò)保溫，可提高表面溫度：12℃；模型為木?？商岣弑砻鏈囟?0℃，混凝土實(shí)際表面溫度：24℃+12℃+10℃=46℃；由于采用循環(huán)泠卻水管，可降低墩中心溫度：4℃；混凝土內(nèi)外實(shí)際溫差：△t=70℃-46℃-4℃=20℃；考慮施工中的不利因素，選用1.2的安全系數(shù)，則混凝土可能達(dá)到的最大溫差△tmax=1.2×20=24℃<25℃。符合規(guī)范的要求。

5.7現(xiàn)場(chǎng)操作及監(jiān)控

（1）施工中振搗棒插入下一層50mm以上。逐車檢查混凝土坍落度，凡不合格者堅(jiān)決不用，技術(shù)員緊盯，嚴(yán)禁現(xiàn)場(chǎng)加水增加坍落度。（2）拆模時(shí)間控制：混凝土在實(shí)際溫度養(yǎng)護(hù)條件下，經(jīng)試驗(yàn)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上；經(jīng)測(cè)溫混凝土中心與最低溫度處溫差≤25℃，預(yù)計(jì)拆模后混凝土表面溫降不超過(guò)9℃以上才允許拆模。（3）混凝土養(yǎng)護(hù)：拆模后立即用塑料布整個(gè)覆蓋，內(nèi)澆水保持混凝土表面濕潤(rùn)直至28d。

6.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上措施有效的防止墻體和頂板裂縫的產(chǎn)生，除因現(xiàn)場(chǎng)施工等原因造成局部有些龜裂外，混凝土沒(méi)有出現(xiàn)溫度裂縫，保證了工程質(zhì)量。