大體積高等級(jí)砼的溫控防裂技術(shù)探討

劉軍

摘 要 高等級(jí)砼即是采用高標(biāo)號(hào)水泥，按低水灰比、高水泥用量拌制而成的特殊砼。于大體積高等級(jí)砼施工中任一細(xì)節(jié)的把控不當(dāng)，均會(huì)增大砼的早期收縮使其更易開裂。本文對(duì)大體積高等級(jí)砼裂縫的諸多所致成因予以全面分析，并在此基礎(chǔ)上探討了相應(yīng)的溫控防裂舉措，與眾同仁共享。

關(guān)鍵詞M大體積高等級(jí)砼;裂縫成因;防裂舉措

大體積高等級(jí)砼通常是指V>2m3，C>500Mpa的砼。經(jīng)眾多工程實(shí)踐與國內(nèi)外研究證明，砼體積越大、等級(jí)越高，則越易產(chǎn)生裂縫，而且，在未發(fā)現(xiàn)荷載變化的情況下裂縫數(shù)量與寬度亦會(huì)隨著時(shí)間推移而增加，可見砼開裂極為復(fù)雜。因此，深入剖析裂縫的諸多成因并探究相應(yīng)防控舉措極具實(shí)踐價(jià)值意義。

1大體積高等級(jí)砼裂縫的成因分析

1.1 原材料選取不當(dāng)

（1）水泥。對(duì)于大體積建筑物，砼需要達(dá)到高等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，必然需要采用高標(biāo)號(hào)水泥，受限于材料生產(chǎn)供應(yīng)以及經(jīng)濟(jì)性等原因，一般采購P.O525R普通硅酸鹽水泥，水泥含量高、水化熱大，水化速率快，大體積高等級(jí)砼迅速升溫，較大的溫度梯度適應(yīng)不了外界溫度平緩變化，使早期溫度拉應(yīng)力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度的增長，不利于大體積砼的溫度控制，很容易造成砼的溫度裂縫。

（2）骨料。粗細(xì)骨料在砼中占比較大，其熱學(xué)性能對(duì)砼內(nèi)部熱量產(chǎn)生著關(guān)鍵影響，高等級(jí)砼短時(shí)間內(nèi)溫差變化很大，在大體積砼內(nèi)不易散熱，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力很大，極易造成砼產(chǎn)生裂縫。

1.2 砼特性引發(fā)變形

（1）高等級(jí)砼自身的收縮變形率和變形速率都很大，特別在大體積砼結(jié)構(gòu)中，其是產(chǎn)生裂縫的主要原因。

（2）高等級(jí)砼水灰比小、水泥用量大，易造成表面速度失去水分，砼拌合物產(chǎn)生塑性收縮;高等級(jí)砼早期干縮較大，而干縮擴(kuò)散速度較慢，引起干燥收縮，是造成大體積砼表面裂縫的主要原因。

（3）高等級(jí)砼發(fā)熱集中在5天之內(nèi)，在與外界環(huán)境熱交換下，24小時(shí)基本達(dá)到溫度制高點(diǎn)，特別是摻入的高效減水劑加劇了水泥的水化，大體積砼下絕熱溫升高，溫升收縮變形受到約束，若超過砼的極限抗拉強(qiáng)度拉應(yīng)力，砼必然產(chǎn)生裂縫。

1.3 砼結(jié)構(gòu)尺寸影響

若高等級(jí)砼是梁板柱結(jié)構(gòu)，與外界接觸面大，受氣候影響大，受基礎(chǔ)約束大，抗拉截面小，比較圓形結(jié)構(gòu)釋放壓力面小，更容易超過極限拉應(yīng)力造成裂縫。

1.4 施工操作不當(dāng)

①砼基礎(chǔ)開挖誤差過大，造成厚薄不均勻，溫度應(yīng)力場不均勻，出現(xiàn)不正常裂縫。②砼澆筑時(shí)連續(xù)性不強(qiáng)、振搗不均勻不密實(shí)，夾雜氣泡，造成施工縫或者局部溫度應(yīng)力場紊亂，產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。③施工中冷卻不到位，水、水泥、骨料以及其他原材料溫度過高，影響拌合物入倉溫度，導(dǎo)致高等級(jí)砼與外界溫差矛盾更突出，極易產(chǎn)生深度裂縫。④砼養(yǎng)護(hù)受施工條件限制或者出于經(jīng)濟(jì)考慮，大多工程采取灑水、泡沫保溫、濕布袋等方式養(yǎng)護(hù)，未采取噴霧設(shè)備，達(dá)不到外界溫度濕度均勻養(yǎng)護(hù)效果，對(duì)裂縫產(chǎn)生有一定的減輕但不勝理想。

1.5 砼設(shè)計(jì)齡期過短

普通砼設(shè)計(jì)齡期一般定在28d，但對(duì)于高等級(jí)砼如果以28d作為設(shè)計(jì)齡期必然需要增加水泥用量，水泥量增加導(dǎo)致細(xì)骨料減少，不僅降低了抗耐磨性能，更是導(dǎo)致了砼溫度升高。因此，對(duì)于高等級(jí)大體積砼而言，若無技術(shù)強(qiáng)制性要求或者建筑物移交使用期限，盡量延遲砼的設(shè)計(jì)齡期，不僅能降低成本，也能從降低溫度本源上起到防裂的作用[1]。

2大體積高等級(jí)砼的溫控防裂舉措

2.1 嚴(yán)選砼原材料

首先，大體積高等級(jí)砼所用高標(biāo)號(hào)水泥，應(yīng)首選水化熱低、水化速率小、自身體積收縮小的中、低熱水泥，如適當(dāng)增加525MH的使用比例替代P.O525R，在條件許可時(shí)，可通過試驗(yàn)選低熱微膨脹水泥。其次，在滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的條件下，適量摻加硅粉等效水泥，等效系數(shù)可取2～5，并將硅粉制作成漿液一并拌和砼。另外，選擇強(qiáng)度高、膨脹系數(shù)小的骨料，細(xì)骨料的含水量要嚴(yán)格控制，并嚴(yán)加控制砼原材料的溫度，使砼出機(jī)口溫度不超設(shè)計(jì)指標(biāo)。此外，選擇的外加劑不僅要能夠降低水灰比，更需要起到減少收縮，特別是早期收縮的目的。

2.2 優(yōu)化砼配合比

①在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度條件下，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際及試驗(yàn)要求，盡可能降低水灰比、減少收縮。②盡可能多使用粗骨料，一般細(xì)度模數(shù)>3。③合理摻加適量高效減水劑，有效減水和降低坍落度損失。④盡可能摻用優(yōu)質(zhì)粉煤灰，降低水泥水化熱，緩解砼收縮，改良砼性能，增強(qiáng)砼后期強(qiáng)度，提高抗裂能力，規(guī)避水化熱造成的溫度裂縫。⑤根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定用砂量，在此過程中應(yīng)注意施工用砂的含水率，砂率一般控制在28%～34%為宜，若采用泵送澆筑應(yīng)適當(dāng)提高砂率至34%～44%。

2.3 規(guī)范施工管控

①降低砼出機(jī)口溫度和澆筑入倉溫度，如可通過骨料灑水降溫、拌和水加冰等措施降低砼混合料溫度，以降低砼表面拉應(yīng)力，以避免因內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致早期裂縫的出現(xiàn)。②合理采用分層分段澆筑，使內(nèi)部砼及時(shí)散熱，且應(yīng)盡量縮短澆筑時(shí)間、控制砼內(nèi)部溫度，提高砼極限抗拉強(qiáng)度。③大體積砼可采取內(nèi)部提前預(yù)埋冷卻水循環(huán)管等及時(shí)降低澆筑后砼內(nèi)部溫度，以減少內(nèi)外溫差而導(dǎo)致的裂縫。④砼振搗應(yīng)分兩次進(jìn)行，從而有效消除因塑性沉降而導(dǎo)致的內(nèi)部分層，避免由于沁水而產(chǎn)生的裂縫通道，增加骨料的氣密性，提高混凝土強(qiáng)度與抗裂性，有效避免出現(xiàn)混凝土裂縫。復(fù)振可于砼澆筑后1～2h內(nèi)，砼初凝前實(shí)施復(fù)振，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，合理復(fù)振能夠使砼強(qiáng)度提升5%～10%。

2.4 嚴(yán)抓后期養(yǎng)護(hù)

①澆筑倉面須采取成品保護(hù)措施，如及時(shí)覆蓋避免水分過快散失，加強(qiáng)監(jiān)管防止過早承荷，從而有效減少砼塑性裂縫。②砼養(yǎng)護(hù)措施須到位，可采取噴涂養(yǎng)護(hù)劑、倉面噴霧、覆蓋保濕等外表面保溫保濕措施，并安排責(zé)任心強(qiáng)的人員負(fù)責(zé)看護(hù)。③在不影響構(gòu)筑物規(guī)范要求、設(shè)計(jì)功能和使用期限的條件下，適當(dāng)延長砼強(qiáng)度驗(yàn)收設(shè)計(jì)齡期，減少因高強(qiáng)度增加水泥量而導(dǎo)致前期裂縫，盡量避免溫控裂縫負(fù)效用[2]。

3結(jié)束語

總而言之，針對(duì)大體積高等級(jí)砼易產(chǎn)生各類裂縫以致影響結(jié)構(gòu)承荷問題，務(wù)須予以絕對(duì)重視，須從前期準(zhǔn)備至施工作業(yè)再至后期維養(yǎng)全階段對(duì)其予以針對(duì)性的預(yù)防把控，進(jìn)而竭力規(guī)避大體積高等級(jí)砼結(jié)構(gòu)的開裂問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 賈蓉蓉.超大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化及裂縫控制技術(shù)研究[J].山西交通科技，2019（6）：8-11.

[2] 萬加根.橋梁大體積混凝土溫控與防裂施工技術(shù)應(yīng)用[J].交通世界，2018（25）：122-123.