大體積混凝土裂縫控制的綜合措施

　　摘要：混凝土在澆筑過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，這是一個相當普遍的現(xiàn)象，水利工程建設中，大體積混凝施工出現(xiàn)裂縫更為普遍。在施工中混凝土出現(xiàn)裂縫，影響到建筑物的整體性和耐久性，本文僅對施工中混凝土裂縫的成因和預防措施做一探討。

　　關鍵詞：大體積 混凝土 裂縫控制綜合措施

　　混凝土在現(xiàn)代工程建設中占有重要地位。而在今天，混凝土在施工過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，這是一個相當普遍和常見的現(xiàn)象，并且在大體積混凝土施工中表現(xiàn)尤為突出。混凝土出現(xiàn)溫度裂縫，會影響到建筑物的整體性和耐久性，如何解決好大體積混凝土裂縫的預防和控制問題成為工程建設長期困擾的一個技術難題，值得我們不斷的探索和提高。

　　一、裂縫的原因

　　混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格（如堿骨料反應），模板變形，基礎不均勻沉降等?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝上的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。根據(jù)國內(nèi)外的調(diào)查資料，屬于由變形變化(溫度、濕度、地基變形)引起的約占80％以上。在大體積混凝土工程施上中，主要是由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應力劇烈變化，從而導致混凝土發(fā)生裂縫。

　　二、裂縫控制的設計措施

　　1、大體積混凝土的強度等級宜在C20～C35范圍內(nèi)選用，利用后期強度R60。設計強度過高，水泥用量過大，必然造成混凝土水化熱過高，混凝土塊體內(nèi)部溫度高，混凝土內(nèi)外溫差超過30℃以上，溫度應力容易超過混凝土的抗拉強度，產(chǎn)生開裂。豎向受力結構可以用高強混凝土減小截面，而對于大體積混凝土底板應在滿足抗彎及抗沖切計算要求下，采用C20～C35的混凝土，避免設計上"強度越高越好"的錯誤概念。考慮到建設周期長的特點，在保證基礎有足夠強度、滿足使用要求的前提下，可以利用混凝土60d或90d的后期強度，這樣可以減少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土澆筑塊體的溫度升高。

　　2、大體積混凝土基礎除應滿足承載力和構造要求外，還應增配承受水泥水化熱引起的溫度應力及控制裂縫開展的鋼筋，以構造鋼筋來控制裂縫，配筋應盡可能采用小直徑、小間距。

　　3、為滿足混凝土設計強度、耐久性、抗?jié)B性等要求和施工和易性需要，應進行混凝土施工配合比優(yōu)選試驗。混凝土施工配合比選擇應經(jīng)綜合分析比較，合理地降低水泥用量。

　　三、裂縫控制的材料措施

　　1、水泥用量是混凝土收縮率的重要因素，采用降低水泥用量的方法來降低混凝土的絕對溫升值，可以使混凝土澆筑后的內(nèi)外溫差和降溫速度控制的難度降低，也可降低保溫養(yǎng)護的費用，這是大體積混凝土配合比選擇的特殊性，水泥用量最好不超過380kg/m。

　　2、采用5～40mm顆粒級配的石子，控制含泥量小于1.5％。

　　3、采用中、粗砂，控制含泥量小于1.5％。

　　4、混凝土中應摻入適量的摻合料。其品種有粉煤灰、凝灰?guī)r粉、礦渣微粉、硅粉、?；姞t磷渣、氧化鎂等。摻用的品種和摻量應根據(jù)工程的技術要求、摻合料品質(zhì)和資源條件，通過試驗論證確定。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑。水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15％的水泥用量，也可使混凝土用水量減少25％。外加劑選擇應根據(jù)混凝土性能要求、施工需要、并結合工程選定的混凝土原材料進行適應性試驗，經(jīng)可靠性論證和技術經(jīng)濟比較后，選擇合適的外加劑種類和摻量。外加劑還應配成水溶液使用。配制溶液時應稱量準確，并攪拌均勻。根據(jù)工程需要，外加劑可復合使用，但必須通過試驗論證。有要求時，應分別配制使用。

　　四、裂縫控制的施工措施

　　1、嚴格按規(guī)范施工

　?。?）混凝土澆筑前，保證倉內(nèi)無雜物，模板、鋼筋、預埋件符合規(guī)范要求，并做好驗收自檢工作。

　?。?）混凝土澆筑過程中，嚴禁在倉內(nèi)加水；倉內(nèi)的泌水必須及時排除；應避免外來水進入倉內(nèi)，嚴禁在模板上開孔趕水，帶走灰漿；應隨時清除粘附在模板、鋼筋和預埋件表面的砂漿；應有專人做好模板維護，防止模板位移、變形。

　?。?）對混凝土撐柱、止水、施工過程中拋置的塊石等周圍和預埋件下面加強振搗，同時進行二次復振，增加混凝土密實性，減少混凝土內(nèi)部微裂縫，經(jīng)測試加強振搗后混凝土試塊3d抗壓強度可達到80%以上。[Page]

　　2、在高溫季節(jié)施工時，應根據(jù)具體情況，采取下列措施：

　?。?）成品料倉骨料倉應搭蓋涼棚，堆高不宜低于6m，噴灑水霧降溫(砂子除外)等；

　?。?）骨料從料倉到拌和樓，應采取隔熱、保溫措施；

　?。?）混凝土拌和時，可采用冷水、加冰或用水將碎石冷卻等降溫措施；

　?。?）混凝土在運輸過程中，應盡量縮短運輸時間、等待卸料時間和減少轉運次數(shù)，運輸工應有隔熱遮陽措施；

　?。?）在混凝土澆筑過程中，應縮短混凝土運輸入倉時間，及時進行平倉振搗，要采用隔熱材料及時覆蓋，盡量縮短混凝土的暴露時間；

　?。?）混凝土澆筑宜安排在早晚、夜間及利用陰天進行，并減小澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。基礎混凝土和老混凝土約束部位澆筑層厚以1m～2m為宜，上下層澆筑間歇時間宜為5d～10d。當澆筑塊尺寸較大時，可采用臺階式澆筑法，澆筑塊分層厚度小于1.5m；

　?。?）應增派人力加強連續(xù)養(yǎng)護，養(yǎng)護期內(nèi)始終使混凝土表面保持濕潤；

　?。?）規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。

　　3、在寒冷季節(jié)施工時，應根據(jù)具體情況，采取下列措施：

　?。?）成品料倉骨料堆搭設暖棚，采用蒸汽排管法對粗骨料進行加熱，使其溫度保持在10℃～15℃；

　　（2）混凝土拌和前，用熱水沖洗拌和設備?；炷涟韬蜁r，可采用加熱水拌和，熱水水溫控制在60℃以下，先將骨料與水拌和，然后加入水泥，以免水泥假凝。拌和站出機口溫度應控制在5℃～10℃以上；

　　（3）對混凝土運輸工具采用麻袋和彩條布包裹，盡量縮短運輸時間、等待卸料時間和減少轉運次數(shù)，以防溫度散失；

　?。?）塑料泡膜、草袋和棉被可作為保溫材料覆蓋混凝土和模板，并應搭設擋風保溫棚，必要時可在倉內(nèi)設火爐加熱，使混凝土澆筑溫度控制在3℃以上；

　　（5）拆模后和養(yǎng)護期內(nèi)，應采取預防寒潮襲擊、突然降溫和劇烈干燥等措施，在混凝土表面加塑料薄膜，保持混凝土表面水分，防止風干，同時外層加2cm厚塑料泡沫保溫；

　?。?）對標高位于±0．0以下的部位，應及時回填土；±0．0以上的部位應及時加以覆蓋，不宜長期暴露在風吹環(huán)境中。

　　五、溫控監(jiān)測措施

　　1、大體積混凝土施工應建立和健全溫控管理和保證體系，并根據(jù)工程規(guī)模和質(zhì)量控制及管理的需要，配備相應的技術人員和必要的檢驗、試驗設備，建立健全必要的技術管理與溫控制度。

　　2、在混凝土澆筑過程中應進行混凝土澆筑溫度的監(jiān)測，在養(yǎng)護過程中應進行混凝土澆筑塊體升降溫、內(nèi)外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度等監(jiān)測。這些監(jiān)測結果能及時反饋現(xiàn)場大體積混凝土澆筑塊內(nèi)溫度變化的實際情況，以及所采用的施工技術措施的效果，為工程技術人員及時采取溫控對策提供科學依據(jù)。大體積混凝土澆筑塊體內(nèi)外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度的測試，每晝夜應不少于2次。

　　3、安排專人測定混凝土入倉溫度、坍落度，并留置規(guī)定的試壓塊組數(shù)?；炷敛鹉：?，應檢查其外觀質(zhì)量。有混凝土裂縫、蜂窩、麻面、錯臺和模板走樣等質(zhì)量問題或事故時應及時檢查和處理。對混凝土強度或內(nèi)部質(zhì)量有懷疑時，可采取無損檢測法(如回彈法、超聲回彈綜合法等)或鉆孔取芯、壓水試驗等進行檢查。

　　六、結束語

　　筆者通過多年工作實踐，對大體積混凝土裂縫形成的原因和預防措施作了初步探討，認為只要采取以防為主，采用溫控施工技術，在大體積混凝土結構的設計、混凝土材料的選擇、配合比優(yōu)化、拌制、運輸、澆筑、保溫養(yǎng)護及施工過程中混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應力的監(jiān)測等環(huán)節(jié)，采取了一系列的技術措施，并施工中多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以控制和避免的。