大體積混凝土施工技術(shù)分析和裂縫預(yù)防措施

邵建國 （福州三橋建筑工程有限公司，福建 福州 350007）

0 引 言

隨著城鄉(xiāng)建設(shè)的迅速發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)非常普遍，支撐它們的自然少不了大體積混凝土。這種混凝土由于原料豐富、價格經(jīng)濟(jì)、耐久性好、抗壓性強(qiáng)、等級方位寬等優(yōu)點(diǎn)，受到了施工單位的歡迎。然而，施工過程中如果不注意對施工技術(shù)進(jìn)行把控，則容易導(dǎo)致混凝土受溫度應(yīng)力影響或者自身收縮等原因產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而影響建筑結(jié)構(gòu)的受力性能和質(zhì)量安全。因此，在大體積混凝土的施工上，施工單位必須采取有效的措施對施工的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行把控，以改善這一問題。

1 大體積混凝土施工技術(shù)的特點(diǎn)分析

大體積混凝土可定義為：混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m 的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。[1]

它與普通的混凝土有顯著的區(qū)別，且無論在體積、性能或者施工技術(shù)上都有比較特殊的表現(xiàn)，其主要的特點(diǎn)可從斷面尺寸、氣溫、結(jié)構(gòu)等幾部分來加以分析。首先，大體積混凝土水泥使用量非常大，斷面尺寸會比較大，這是由于混凝土澆筑之后水化熱產(chǎn)生收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，當(dāng)這些應(yīng)力大于混凝土的承受能力時，會產(chǎn)生裂縫，給混凝土質(zhì)量帶來危害。其次，從材料自身特點(diǎn)來講，大體積混凝土是一種脆性材料，抗拉強(qiáng)度低，容易產(chǎn)生不同程度和不同形式的裂縫，加之結(jié)構(gòu)中配筋很少，這些都容易引起質(zhì)量問題，需要引起施工人員的重視。

2 大體積混凝土裂縫的成因分析

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫，是工程中最容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題之一，其產(chǎn)生的原因不僅受外部因素影響，也跟材料自身及施工技術(shù)有非常大的關(guān)系。裂縫成因通常有以下幾方面。

2.1 原材料不合格產(chǎn)生的裂縫

在施工前進(jìn)行原材料選擇時，很多施工單位往往為了降低成本，沒有按照混凝土工程的具體情況和設(shè)計(jì)要求來進(jìn)行材料的選擇。比如采用不合適標(biāo)號的水泥導(dǎo)致水泥的用量變大，也增大了產(chǎn)生裂縫的機(jī)率；水泥硬化后，若發(fā)生不均勻的體積變化容易膨脹裂縫，這就要求必須選用體積安定性好的水泥。集料含泥量過大、集料顆粒級配的情況不佳、粗集料里面針片狀的含量較高等因素， 都容易導(dǎo)致混凝土收縮增大進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。此外，鋼筋銹蝕也容易導(dǎo)致裂縫?；炷猎诟g的環(huán)境中容易與空氣中的二氧化碳產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鈣與水，減小堿度，使得鋼筋容易被銹蝕，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

2.2 溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫

溫度應(yīng)力裂縫是由于內(nèi)外溫度不同將產(chǎn)生溫差和溫度應(yīng)力?；炷猎谟不^程中，水泥的水化產(chǎn)生的大量熱量使混凝土澆筑體內(nèi)部溫度變化劇烈，而混凝土表面受外界環(huán)境溫度影響溫度較低，內(nèi)外的溫差產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度拉應(yīng)力比混凝土的抗拉能力要大的時候，就容易產(chǎn)生裂縫。

2.3 堿骨料反應(yīng)產(chǎn)生的裂縫

堿骨料反應(yīng)是水泥基材料的主要耐久性問題之一。它是指在合適的濕度下，水泥中堿性氧化物含量和骨料中的活性成分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有吸水膨脹性能產(chǎn)物在骨料表面，吸水之后體積迅速膨脹從而產(chǎn)生混凝土裂縫。

2.4 澆筑工藝不足產(chǎn)生的裂縫

澆筑混凝土之時，施工方法不規(guī)范或者振搗不善，就容易產(chǎn)生裂縫。在澆注混凝土前，如若未對模板和墊層進(jìn)行灑水或者灑水量不夠，則會產(chǎn)生塑性收縮，造成裂縫。多次抹面則容易造成混凝土的細(xì)骨料浮于混凝土的表面，產(chǎn)生水泥漿層，漿層一旦收縮，表面就容易產(chǎn)生裂縫。此外，混凝土的強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，拆模的時候過于太早，未終凝的情況下進(jìn)行加荷等，皆能引起混凝土的彈性變形，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

3 預(yù)防大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的有效措施

為了從源頭上控制大體積混凝土的質(zhì)量水平，需要施工技術(shù)人員對混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫成因進(jìn)行深入研究，對大體積混凝土施工中各個環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)把控。

3.1 對基礎(chǔ)材料進(jìn)行優(yōu)化選擇和設(shè)計(jì)

為保證大體積混凝土施工的施工質(zhì)量， 需嚴(yán)格要求基礎(chǔ)材料的使用。施工前不僅需要對集料顆粒進(jìn)行嚴(yán)格選擇，還應(yīng)注意選用恰當(dāng)?shù)乃嘤昧?，摻合料的選擇也要爭取最佳，這樣才能有效預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。

3.1.1 粗、細(xì)集料的選擇

對細(xì)集料的選擇時，要注意選擇含泥量小、級配、良好，質(zhì)地堅(jiān)硬， 且粒徑≤5mm 的河沙粒。 粗骨料要注意選擇質(zhì)地堅(jiān)硬、針片狀含量要少并且級配良好的材料。有條件的可進(jìn)行堿活性試驗(yàn)。所有集料根據(jù)規(guī)格分別堆放集料，不能混雜在一起。

3.1.2 水泥的選擇

在進(jìn)行水泥的選用時，主要原則就是：強(qiáng)度達(dá)標(biāo)、收縮小、易性好，同時盡量做到材料的節(jié)約。驗(yàn)收水泥時，需重點(diǎn)留意品種、強(qiáng)度、證明文件和出廠時間等。如果水泥受潮或存放時間過長，需重新取樣做檢驗(yàn)并根據(jù)復(fù)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行使用。

3.1.3 混凝土強(qiáng)度的選擇

混凝土強(qiáng)度等級按照結(jié)構(gòu)要求應(yīng)適中。一般來說，混凝土材料等級越高，脆性越大，也就更容易開裂。所以，在進(jìn)行混凝土強(qiáng)度的選擇時，一定要避免早期強(qiáng)度過高。

3.2 對施工中各工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)控制

大體積混凝土施工質(zhì)量的好壞，不僅受到原材料質(zhì)量和配合比成分等因素的影響,施工過程中混凝土澆筑、振搗、檢測、養(yǎng)護(hù)等工序都直接影響著工程質(zhì)量。施工技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格遵照技術(shù)規(guī)范，對施工各環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)控制，以確?；炷潦┕べ|(zhì)量。

3.2.1 混凝土澆筑

混凝土澆筑技術(shù)水平的高低決定了施工質(zhì)量的好壞。 科學(xué)的澆筑應(yīng)采用分層、分段進(jìn)行并計(jì)算好時間，保證澆筑時不能有間斷，從而盡快減少內(nèi)外溫差，避免施工縫或冷接縫的產(chǎn)生。

澆筑時應(yīng)注意：①使用混凝土泵操作。在澆筑起始時，施工人員需熟練掌握澆筑工藝、構(gòu)件截面等各種情況，從而合理選擇混凝土配合比和坍落度與砂率。正常來說，施工中基礎(chǔ)與樓板還有屋面用的坍落度應(yīng)當(dāng)在120mm，柱、墻用的混凝土坍落度應(yīng)當(dāng)在150mm。②施工前將一定的水注入混凝土泵里面打濕泵壁以預(yù)防混凝土泵阻塞，操作完成之后將水泥砂漿和混凝土骨料倒入混凝土泵里面，使用材料比率為1：2。澆筑順序依次為核心筒墻、柱、梁、板等。在澆筑時應(yīng)連續(xù)澆筑，間隔時間不得大于20min。用混凝土泵進(jìn)行澆筑時應(yīng)避免在同一個地方進(jìn)行澆筑，務(wù)必平移動泵管。③完成混凝土澆筑2h～3h 以后進(jìn)行表面處理，必須在使用平模把混凝土的表面撫平之后，再用木模進(jìn)行抹壓，等混凝土完全收水了，再次進(jìn)行第二抹面，最后覆蓋塑料薄膜。④澆筑地下室的頂板時，要根據(jù)地下室超大型長無縫混凝土的施工方案，進(jìn)行和它互相適合的澆筑，進(jìn)行2～3次的抹平與抹壓。

3.2.2 混凝土振搗

大體積的混凝土的振搗也是施工技術(shù)中重要的環(huán)節(jié)。施工時，應(yīng)在混凝土泵每個澆筑帶前后進(jìn)行振動棒的安裝。前置振動棒能夠?qū)ο虏康幕炷撩軐?shí)起到保障作用，要在底排的鋼筋混凝土坡腳處進(jìn)行安裝，后置振動棒能夠搗實(shí)上部的混凝土，應(yīng)于混凝土的卸料點(diǎn)進(jìn)行安裝。在進(jìn)行澆灌振搗的時候，應(yīng)于振動界限前進(jìn)行第二次振搗，以排除混凝土泌水和內(nèi)部氣泡，避免在粗骨料、水平鋼筋下部生成水分和空隙，使混凝土與鋼筋的握裹力得以提高，使混凝土密實(shí)度增高，最終使抗裂性得以提高。振搗時間應(yīng)根據(jù)混凝土的坍落度來計(jì)算，避免過振或者漏振， 當(dāng)混凝土的表面出現(xiàn)浮漿且不往下沉就可以停止振搗。

3.4 大體積混凝土的溫度監(jiān)測和養(yǎng)護(hù)

對施工溫度進(jìn)行檢測可有效地避免混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生。施工時，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求的情況下，可以適當(dāng)減少水泥用量以降低混凝土的入模溫度，盡量減小溫度應(yīng)力產(chǎn)生的不利影響，從而減小混凝土產(chǎn)生裂縫的機(jī)率。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，通過在砂石料場處的運(yùn)輸設(shè)備上方設(shè)置遮陽裝置，并在混凝土中埋置水管，通入冷水，也可顯著降低混凝土澆筑溫度。施工中對混凝土的溫度監(jiān)測應(yīng)不少于20d。 從澆筑起至撤保溫，混凝土的內(nèi)外溫差應(yīng)嚴(yán)格控制不超過20℃左右， 混凝土表面跟外部環(huán)境溫度不得超過25℃。冬季施工時應(yīng)確?；炷寥肽囟炔坏陀?℃。

大體積混凝土在澆筑完成12h～18h 后，混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，以減少外界高溫的影響，避免溫度裂縫的產(chǎn)生。大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時間不得少于14d，若有特殊要求，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間。

4 結(jié) 語

大體積混凝土技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用廣泛，必須予以高度重視。當(dāng)前大體積混凝土施工技術(shù)中存在的問題還有很多，欲提高大體積混凝土的施工技術(shù)，一定要注意發(fā)現(xiàn)并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)改善施工中的問題，優(yōu)化混凝土的配合比，加強(qiáng)澆筑工藝的改善，切實(shí)控制好混凝土的溫度等，皆可使混凝土裂縫的形成減少，進(jìn)而使建筑工程的基礎(chǔ)更加牢固。

[1]GB50496-2009,大體積混凝土施工規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社,2009.

[2]劉亮.淺談大體積混凝土施工技術(shù)及預(yù)防措施[J].科技致富向?qū)?2012(26).

[3]趙學(xué)良.談大體積混凝土施工技術(shù)及預(yù)防措施[J].山西建筑,2014(5).

[4]蔣爾昌,王智,葉建.大體積混凝土澆筑施工產(chǎn)生裂縫預(yù)防措施[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2015(1).