混凝土面板裂縫的施工控制

□朱聽義（河南省水利第一工程局）

混凝土面板裂縫的施工控制

□朱聽義（河南省水利第一工程局）

裂縫是面板混凝土常出現(xiàn)的一種缺陷，面板混凝土裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展將影響大壩的耐久性和正常使用。原材料的合理選擇，合理的施工控制措施，可有效地減少和避免面板混凝土裂縫的出現(xiàn)。Ⅱ期及以后澆筑的混凝土面板，經(jīng)逐塊排查，未出現(xiàn)裂縫，取得了良好的效果。

裂縫；施工控制；混凝土

一、引言

瑪迦應(yīng)急補源工程，屬大（2）型水庫，漿砌石面板壩，面板厚度2.0～1.2m，設(shè)計分倉尺寸長9.0m、高4.0m。面板混凝土澆筑根據(jù)施工進度安排分十期澆完，一期面板混凝土于2008年9至10月份之間先期分倉澆筑完畢，2009年3月發(fā)現(xiàn)面板出現(xiàn)了基本上垂直于長邊的裂縫，裂縫寬度0.05～0.1mm，5月再次排查，裂縫寬度在0.15～0.2mm之間，且經(jīng)過現(xiàn)場檢測多屬貫穿性裂縫。為此停止了面板混凝土澆筑，會商裂縫產(chǎn)生的原因。根據(jù)裂縫特征分析，認為面板混凝土裂縫屬環(huán)境溫差變化引起的冷縮裂縫，提出了以“減少水化熱、內(nèi)外溫差，抗縮防裂”為原則的裂縫控制措施，加強對混凝土原材料的控制和混凝土施工工藝控制，進行施工配合比優(yōu)化。

二、材料要求

（一）水泥的選擇

依據(jù)收縮機理，水泥石的收縮與其相組成及水化相的孔隙結(jié)構(gòu)、水的表面張力有關(guān)，可能與之相關(guān)的水泥技術(shù)性質(zhì)包括強度等級、細度、堿含量和礦物組成等，這些因素同樣對混凝土的抗拉強度、變形模量等力學(xué)性能產(chǎn)生影響。對水泥的選擇應(yīng)以細度、堿含量為控制重點。若水泥過細，比表面積大，水泥水化速度迅速，早期水化過高；若水泥中堿含量高，則K+、Na+離子增多，增大了液相的表面張力，導(dǎo)致水泥石收縮顯著增大。因此，要選擇低堿水泥，使水泥中堿含量＜0.6%。經(jīng)過篩選，選擇工程附近水泥廠家生產(chǎn)的P.O 42.5級水泥，實測堿含量0.56%，質(zhì)量檢測結(jié)果見表1。

表1 P.O 42.5級水泥質(zhì)量檢測結(jié)果表

（二）摻合料的選擇

粉煤灰作為傳統(tǒng)的混凝土摻和料，由于它具有活性效應(yīng)、形狀效應(yīng)、填充效應(yīng)，在混凝土中加入一定量的Ⅰ級或Ⅱ級粉煤灰，不僅可以部分取代水泥，降低水泥水化熱，提高后期強度，而且可以改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土抗?jié)B性能。選擇Ⅰ級F類粉煤灰，通過平板抗裂試驗，摻量為25%，實測堿含量1.2%。平板抗裂試驗結(jié)果及粉煤灰質(zhì)量檢測結(jié)果見表2、表3。

表2 粉煤灰摻量對水泥石開裂性能的影響表

表3 粉煤灰質(zhì)量檢測結(jié)果表

（三）外加劑的選擇

為減緩澆筑速度，有利于散熱，改善混凝土和易性，減少單位用水量和水泥用量，采用MS型緩凝減水劑；為提高面板混凝土抗裂防水性能，摻入6%的SJM-3型抗裂防滲增強劑。外加劑的質(zhì)量品質(zhì)符合GB8076-2008《混凝土外加劑》標(biāo)準要求。

（四）細骨料的選擇

嚴格按照規(guī)范規(guī)定的砂質(zhì)量標(biāo)準，控制砂的細度模數(shù)、含泥量和泥塊含量。由于砂中含泥過多，會增加混凝土的用水量，同時對混凝土有干濕體積變化的破壞作用。面板混凝土用砂宜選用含泥量＜1.5%，泥塊含量＜0.5%的中砂。工程用砂為當(dāng)?shù)睾哟查_采的天然砂卵石，經(jīng)過現(xiàn)場篩分得到天然砂，實測含泥量1.2%，泥塊含量0.2%，細度模數(shù)2.70。

（五）粗骨料的選擇

面板混凝土用粗骨料宜選擇孔隙率小，級配良好的粗骨料。根據(jù)面板截面尺寸、配筋的疏密等，粗骨料選擇二級配，并通過振密試驗選擇緊密密度最大的級配為最佳級配，二級配最佳級配為：（5～20mm:20～40mm）4:6。 工程用粗骨料為當(dāng)?shù)睾哟蔡烊簧奥咽?jīng)過篩分得的天然卵石，中徑篩余50%，含泥量0.2%。

三、混凝土配合比的優(yōu)化選擇

混凝土施工配合比根據(jù)施工現(xiàn)場情況，盡可能使坍落度最小，單位用水量少，水灰比小，并通過試拌優(yōu)化確定。面板混凝土施工配合比見表4，試驗結(jié)果見表5。

表4 面板混凝土C25W 6F150配合比表

表5 C25W 6F150配合比試驗結(jié)果表

由表5可看出，混凝土施工配合比的抗壓強度、抗?jié)B和抗凍性能指標(biāo)均滿足設(shè)計要求。

四、混凝土拌合、運輸系統(tǒng)

砂石系統(tǒng)所有輸送骨料的帶機和成品料倉全部加蓋遮陽板，避免陽光直接照射，同時也起到遮雨作用。成品骨料堆高，確保取料從料倉底出料，避免從料倉表面取料。

拌合樓料倉內(nèi)四周全部安裝保溫材料，確保料倉內(nèi)的風(fēng)冷骨料不致冷損失；樓內(nèi)料倉骨料進行風(fēng)冷，確保拌合混凝土出機口溫低于 17～18℃。

用于運輸混凝土的車廂全部加設(shè)活動遮蓋，避免陽光直接照射車內(nèi)混凝土，同時加強道路維護和運輸管理，加快混凝土運輸，減少混凝土運輸過程中的溫度回升。

五、混凝土的澆注

面板混凝土澆注采用“跳倉法”分層澆注，以便加快水泥水化熱量散發(fā)。在澆注前將與混凝土相接觸的模板、鋼筋混凝土、壩體漿砌石體等處充分澆水濕潤降溫，必要時采用遮陽擋風(fēng)簡易裝置，以免高溫干燥影響?；炷寥雮}澆注溫度應(yīng)嚴格控制，入倉溫度不得高于25℃。分層澆注時，每層澆注厚度不超過500mm，并應(yīng)在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆筑完畢，否則，層與層將存有較強的內(nèi)約束作用，影響混凝土的整體性。采用振搗棒振搗時，應(yīng)做到“快插慢拔”，插點應(yīng)均勻，不應(yīng)大于振搗棒作用半徑的1.5倍，插入下層混凝土的深度不＜5cm，時間控制在15～30s，避免過振。

六、混凝土倉內(nèi)溫控措施

（一）保溫覆蓋

在倉內(nèi)當(dāng)陽光直射強烈或大風(fēng)時，混凝土隨到隨時入倉隨時攤鋪、振搗，并隨時用保溫材料進行覆蓋，覆蓋時采用搭接方式。

（二）避開高溫時段

在高溫季節(jié)進行混凝土澆注時，充分利用夜間低溫時段澆注，以避開白天陽光直射時的高溫。

七、混凝土的養(yǎng)護

沿壩體軸線方向設(shè)置移動式或固定式淋水噴頭進行噴水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于28d。養(yǎng)護期間，將模板外側(cè)噴水，以降低其溫度；養(yǎng)護拆模后，用覆蓋物覆蓋重新暴露的混凝土表面，繼續(xù)噴水養(yǎng)護，以保持混凝土具有足夠的濕潤狀態(tài)。

2011-05-09