高強度混凝土裂縫防控措施的探討

□楊祎民 □方 苑（禹州市水利局）

□崔艷紅（禹州市河道管理處）

1.裂縫防控的研究途徑

一是，目前，高強度混凝土在水利工程中的廣泛應用，解決了大體積混凝土設計和施工的許多難題，但它最大的弱點是易產生裂縫。為此，裂縫防控措施是高強度大體積混凝土設計和施工中研究的主要課題。二是，混凝土是一種多相介質組成的復合材料，在荷載的作用下其力學性質、變形和破壞機理有很大的離散性，并存在試件的尺寸效應，這也正是對其材料特性研究存在的困難所在。三是，對于成就工程實體的過程而言，混凝土原材料的質量、配合比的選材、混凝土拌和、運輸、澆筑振搗和成型養(yǎng)護等都會對裂縫的產生有極大的影響。為此，探討研究高強大體積混凝土裂縫在施工工藝環(huán)節(jié)中的防控措施是一條極其有效的途徑。

2.裂縫的類型及產生的原因

一是，施工裂縫。在澆筑成型中由于施工工藝不合理，施工質量低劣產生的裂縫。如振搗不實、連接部位處理不當、對澆筑體無早期保溫防凍措施、混凝土配合比與溫控方案脫節(jié)等。二是，塑性沉落裂縫。在澆筑初期振搗不及時或不足造成混凝土因泌水在骨料、骨架下部生成水分空隙，進而產生的深部及表面沉落裂縫。三是，塑性收縮裂縫。在混凝土澆筑成型后的初凝期間對其表面灑水養(yǎng)護不夠引起的表面不規(guī)則裂縫。四是，溫度應力裂縫。在混凝土澆筑后，混凝土澆筑體的水泥水化熱引起內部溫度急劇升高產生內外溫差導致的表面裂縫。五是，原材料質量引起的裂縫。由于對水泥的品種、強度等級、質量、砂石料的級配、拌和水的質量等選擇不當，導致混凝土拌和物施工性能及成品的質量缺陷，產生表、深部裂縫。

3.裂縫的防控措施

3.1 原材料的質量控制

優(yōu)先選用硅酸鹽水泥品種，標號不低于52.5MPa；砂石料要有合格的穩(wěn)定的產地；拌和用水要有穩(wěn)定合格的水源；添加材料、劑要滿足改善混凝土和易性要求，具有減水、早強、緩凝、引氣、塌落度損失小，易拌和、易控制摻量、與水泥有良好的相容性等功能。原材料的進場要具有相應的出廠合格證、抽樣復試合格證、質檢人員的準入簽單等；施工中要嚴格對不合格材料的清場制度。

3.2 混凝土配合比的選材控制

一是，選擇水化熱低、安定性好的硅酸鹽水泥降低混凝土的水化熱；控制水灰比在0.4以內、最大氯離子含量＜0.06%、含堿總量＜3kg/m3，以避免混凝土膨脹開裂，保證混凝土的強度。重要構件必須進行試塊試壓。二是，選擇粒徑大、級配好、強度高、和易性好的粗骨料和平均粒徑較大的細骨料，減少水及水泥用量，控制水化熱產生的收縮性裂縫。三是，摻入適量粉煤灰，延緩混凝土強度的早期增長，降低混凝土固化時的水化熱對裂縫的影響。

3.3 混凝土的拌和、運輸和澆筑振搗的控制

一是，拌和物當日重新啟用時，配合比要作開盤驗證；拌制材料和添加料、劑的投放要嚴格按規(guī)范規(guī)定和實驗設定順序操作；砂漿密度、單位體積混凝土粗骨料兩次測值的相對誤差應分別<0.8%和5%；混凝土的泵送要連續(xù)并保持受料斗充盈，避免材料中斷，防止吸入空氣，設法讓輸送管的拌和物處于均勻分布的運動狀態(tài)。二是，混凝土的運輸控制：運輸車在運輸中轉筒轉速保持在3-5轉/min，向泵喂料時要中、高速轉動，保證混凝土充分攪拌。三是，大體積的混凝土底板的澆筑應沿混凝土流淌方向采用斜面式分層澆鑄，然后全面振搗。

3.4 混凝土的成型養(yǎng)護控制

3.4.1 混凝土澆筑后應規(guī)定合理的拆模時間，并采取有效技術措施，使拆模后混凝土的表面溫度不應在短時間內下降15℃以上；使混凝土的內外溫差控制在25℃以內，降溫速率<3℃/d，注意對混凝土溫度的觀測。也可在混凝土入倉前采取技術降溫措施，控制入倉溫度。

3.4.2 在混凝土終凝之前應立即進行保溫保護，及時調整保溫及養(yǎng)護措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不致過大；混凝土表面溫度與氣溫接近時可澆水養(yǎng)護，不得少于14d。

高強度大體積混凝土裂縫的防控措施，涉及到原料的選擇、不同環(huán)境下的制作工藝、成型后續(xù)養(yǎng)護的各個環(huán)節(jié)，制定科學合理的生產操作規(guī)程對防控裂縫的產生也至關重要。

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