超大面積底板混凝土裂縫控制措施

摘 要:從多個角度分析了超大面積底板混凝土裂縫的形成機理，并結(jié)合施工特性針對性的提出了裂縫的控制措施。

關(guān)鍵詞:混凝土 裂縫 溫度

中圖分類號:TU755文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0047-01

引言

隨著現(xiàn)代建筑的不斷涌現(xiàn)，大面積甚至超大面積混凝土日趨增多，在大面積混凝土施工中往往由于溫度和濕度的變化、混凝土本身的脆性和不均勻性以及設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理等因素而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。其機理是在混凝土硬化過程中大量水泥水化熱導(dǎo)致內(nèi)部溫度大幅上升而引起表面拉應(yīng)力的產(chǎn)生，同時外界溫度降低也將導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，當(dāng)該應(yīng)力超過混凝土的抗裂能力時則會出現(xiàn)裂縫，同時混凝土原材料不均勻、運輸及澆筑過程中出現(xiàn)離析現(xiàn)象也將導(dǎo)致內(nèi)部的抗拉強度不均勻，以及混凝土養(yǎng)護不周、表面時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束也會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。裂縫的出現(xiàn)不僅影響外觀質(zhì)量也會給結(jié)構(gòu)安全帶來一定的負面影響，因此采取有效措施對裂縫進行控制對提高大面積及大體積混凝土質(zhì)量及性能具有重要意義。

1 裂縫形成原因

水化熱。大面積混凝土一般斷面較厚，因此水泥的水化熱易聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部而不易散失而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度大幅度上升，并且混凝土的導(dǎo)熱性能較差，在澆筑初期其強度和彈性模量均較小而對水化熱導(dǎo)致的溫升約束較小，因此相應(yīng)的溫度應(yīng)力也較小，隨著混凝土齡期的增長，彈性模量的增高對混凝土內(nèi)部收縮的約束逐步增大，最終將產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)力超過混凝土本身的抗拉強度則會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

環(huán)境溫度。澆筑后的混凝土內(nèi)部溫度由水泥水化熱的絕熱溫度、澆筑溫度和混凝土的散熱溫度疊加而成，其中澆筑溫度與外界氣溫有直接關(guān)系，外界溫度越高則混凝土的澆筑溫度越高，而環(huán)境溫度突降則會大大增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土間的溫度梯度導(dǎo)致溫度應(yīng)力的產(chǎn)生。

收縮變形。由于混凝土自身的物力特性致使其在施工中產(chǎn)生收縮變形，其主要包括塑性收縮變形、自生收縮和干燥收縮等，在混凝土拌和和澆筑時因其坍落度不同以、采用的外加劑不同以及原材料之間存在差別和振搗效果存在的差異均會影響混凝土的勻質(zhì)性，而勻質(zhì)性的差異則會導(dǎo)致其彈性模量不均勻，因此在收縮變形中會導(dǎo)致應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生[1]。

2 裂縫控制措施

2.1 材料控制

水泥。水泥水化熱量是影響混凝土冷縮裂縫的主要因素，因此在選用時應(yīng)選用水化熱較低的水泥品種，以利于降低內(nèi)外溫差并減免冷縮裂縫的作用以及減緩干縮裂縫，從本質(zhì)上改善工程的潛在質(zhì)量。

水灰比。在合理確定混凝土等級后應(yīng)盡量采用較低水灰比，并以此來控制混凝土的總用水量和水泥用量，從而實現(xiàn)在滿足混凝土各項指標(biāo)的前提下一定程度上提高其他摻和料及骨料用量，因此可在一定程度上減少水化熱產(chǎn)生的熱量。

骨料。粗細骨料占混凝土體積中的一大部分，且其自身不收縮，但其可抑制水泥石的收縮，并可降低水泥的用量而減少混凝土的干縮，因此選用大粒經(jīng)粗骨料是保證混凝土耐久性的重要條件，同時應(yīng)結(jié)合具體施工條件確定粗骨料粒徑以及合理選用細度模數(shù)且級配良好的天然中砂，并經(jīng)試驗來確定砂率，并應(yīng)控制砂石的含泥量，不得混有有機雜質(zhì)，從而減少用水量和水泥用量，并可增強混凝土的和易性、耐久性，從而降低混凝土內(nèi)部溫升，減少其收縮變形[2]。

外加劑。當(dāng)前混凝土多采用摻加粉煤灰和減水劑的雙摻技術(shù)，在超大面積混凝土應(yīng)用中應(yīng)結(jié)合混凝土各項性能指標(biāo)和抗裂性能而采用四摻技術(shù)，即在原來的基礎(chǔ)上摻加纖維抗裂劑和膨脹劑，并盡量采用一定比例的礦粉代替水泥，從而最大程度上減少水泥水化熱的產(chǎn)生并控制混凝土收縮，如條件允許可在混凝土內(nèi)摻加聚丙烯抗裂纖維來改善其和易性、抗壓及抗折強度，實現(xiàn)混凝土不離析水并可提高混凝土的抗塑性，該措施對控制混凝土早期裂縫效果良好。

2.2 施工控制

齡期選擇。對超大面積混凝土施工應(yīng)采取合理分區(qū)并合理選擇混凝土齡期，從而克服混凝土自身水化熱的產(chǎn)生、減少混凝土溫差，避免裂縫的出現(xiàn)。

控制入模溫度。在混凝土攪拌過程中應(yīng)結(jié)合環(huán)境溫度合理采取加熱、冷卻攪拌用水、骨料，運輸過程中采取合理覆蓋保溫等措施來保證混凝土的合適溫度，一般超大面積混凝土施工應(yīng)控制其入模溫度在20℃左右，從而為下一步實施控溫保溫措施創(chuàng)造有利條件。

刮、趕漿及二次振搗。在混凝土澆筑過程中應(yīng)對每個澆筑層采取刮趕漿及二次振搗等措施來控制混凝土的坍落度。即在澆筑過程中隨時將表面浮漿趕走，并盡快將其推送到臨近部位混凝土底層，從而減少混凝土表面漿體厚度，并可在一定程度上緩和混凝土塑性收縮裂縫的產(chǎn)生;并在上層混凝土澆筑完成后在其臨近初凝時使用平板振搗器對其進行二次振搗，從而使混凝土恢復(fù)塑性，并將已經(jīng)或?qū)⒁l(fā)生的塑性收縮裂縫閉合，由于二次振搗應(yīng)在混凝土欲凝未凝階段進行，因此應(yīng)設(shè)專人負責(zé)以控制好振搗時間。

測溫。在超大面積混凝土澆筑時應(yīng)在底板邊緣和中心部位以及鋼筋密集和稀疏部位適當(dāng)進行布點測溫，測溫孔深應(yīng)根據(jù)底板厚度合理確定，便于及時掌握混凝土內(nèi)部相鄰部位與表面溫度的變化值;若混凝土攪拌后需遠距離運輸至施工現(xiàn)場則應(yīng)在運輸過程中采取必要的保溫措施以保證其入模溫度在20℃左右;混凝土澆筑后12h則開始測溫，前5d內(nèi)每隔2h測溫一次，后5d每隔4h測溫一次，一般應(yīng)連續(xù)測量10d左右[3]。

勞動力及機械配備。在施工過程中應(yīng)配備兩班施工人員，施工中采取延長班組施工時間的措施以減少頻繁交接班帶來的質(zhì)量隱患，攪拌過程中應(yīng)明確接班注意事項;由于商品混凝土使用中混凝土泵送車的輸送能力決定了施工的澆筑速度，因此應(yīng)安排好運輸車輛以保證混凝土的連續(xù)澆筑;施工中應(yīng)保證有備用的振搗工具，并保證其完好率。

2.3 養(yǎng)護控制

待混凝土模板拆除后應(yīng)立即進行覆蓋養(yǎng)護，一般先在混凝土表面覆蓋一層塑料薄膜進行濕養(yǎng)護，之后在塑料薄膜上鋪設(shè)1層麻袋或土工布進行蓄水養(yǎng)護，在蓄水前應(yīng)先在后澆帶和集水井等部位砌筑翻口，高度一般在200mm左右，蓄水養(yǎng)護應(yīng)在混凝土澆筑后12h以內(nèi)進行，澆水次數(shù)應(yīng)能保證混凝土表面處于濕潤狀態(tài)，最終保證混凝土表面溫度與內(nèi)部溫差不大于25℃，必要時可在混凝土表面覆蓋彩條布并可延長覆蓋保溫時間以延緩降溫時間與速度，充分發(fā)揮混凝土的應(yīng)力松弛效應(yīng)，并降低混凝土表面水分蒸發(fā)速度，從而避免收水裂縫和溫度裂縫的出現(xiàn)。

3 結(jié)語

隨著現(xiàn)代建筑的迅速興起，大面積底板混凝土裂縫問題日益突出，裂縫的存在對底板的使用帶來了很大威脅，因此分析大面積混凝土的溫度場、溫度應(yīng)力以及溫度裂縫的機理，采取其針對性的控制措施對保證其質(zhì)量及使用性能具有深遠意義。

參考文獻

[1]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997．144．

[2]朱伯芳.大體積混凝土溫度應(yīng)力與溫度控制[M]．北京:中國電力出版社，1999．641～643．

[3]羅國強，羅剛，羅誠.混凝土與砌體結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006，462～470．