基于大體積混凝土施工管理中的重點(diǎn)問題分析

【摘 要】本文首先概述了大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，然后分析了施工過程中防止裂縫發(fā)生的措施和技術(shù)管理要點(diǎn)， 大體積混凝土逐漸成為構(gòu)成大型設(shè)施和構(gòu)筑物主體的重要組成部分，本文是個(gè)人的一些觀點(diǎn)和看法，可供同行參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；裂縫成因；防裂措施；管理要點(diǎn)

前言

大體積混凝土施工是一項(xiàng)非常重要的系統(tǒng)性工程，也是目前學(xué)者和工程界關(guān)注的一個(gè)重要問題。大體積混凝土的材料型裂縫主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的，因此，精心選擇原材料，并在施工中采用合理的方法，進(jìn)行有效的管理，能防止裂縫的產(chǎn)生，提高大體積混凝土工程的可靠性和耐久性。

一、大體積混凝土施工中裂縫產(chǎn)生的原因

1、溫度裂縫。目前，溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由水化熱引起的內(nèi)外溫差造成的?；炷翝仓跗?，產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土的體積較大，混凝土又是熱的不良導(dǎo)體，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結(jié)初期，在混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力（實(shí)踐證明當(dāng)混凝土本身溫差達(dá)到25℃～26℃時(shí)，混凝土內(nèi)便會(huì)產(chǎn)生大致在10Mpa左右的拉應(yīng)力）。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2、干縮裂縫。干縮裂縫是指混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或混凝土澆筑完畢后一周左右，在干燥的環(huán)境下，混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同，導(dǎo)致變形不同而產(chǎn)生的裂縫。這種收縮是不可逆的。

二、大體積混凝土施工中裂縫的防治措施

1、原材料選擇。1）水泥?？紤]普通水泥水化熱較高，特別是應(yīng)用到大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發(fā)，在混凝土內(nèi)部溫度過高，與混凝土表面產(chǎn)生較大的溫度差。為降低水化熱，減小溫差，要盡量采用早期水化熱低的水泥。在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。另外，由于水泥的水化熱是礦物成分與細(xì)度的函數(shù)。因此，為了降低水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和C3S的含量。同時(shí)，在不影響水泥活性的情況下，盡量使水泥的細(xì)度適當(dāng)減小，以減小水化熱的放熱速率。2）粗骨料。盡量選用粒徑較大、級(jí)配良好的石子配制的混凝土，因?yàn)榇止橇狭皆酱?、?jí)配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，和易性較好，抗壓強(qiáng)度較高，對(duì)防止裂縫的產(chǎn)生有利。3）細(xì)骨料。宜采用級(jí)配良好的中粗砂，因?yàn)槠淇紫堵市?，總表面積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少。另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收縮變形就越大，裂縫就越嚴(yán)重，因此，細(xì)骨料盡量用干凈的中粗砂。4）粉煤灰。由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，能夠與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行二次反應(yīng)，是其活性的來源，可以取代部分水泥，從而減少水泥用量，降低混凝土的熱脹。同時(shí)，由于粉煤灰顆粒較細(xì)，能夠參加二次反應(yīng)的界面相應(yīng)增加，在混凝土中分散更加均勻，從而進(jìn)一步改善了混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的細(xì)化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相應(yīng)收縮值也減少。因此，可以考慮摻加適量的粉煤灰。但是，由于粉煤灰的比重較水泥小，混凝土振搗時(shí)容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的摻合料較多，強(qiáng)度較低，表面容易產(chǎn)生塑性收縮裂縫，因此，粉煤灰的摻量不宜過多，在工程中我們應(yīng)根據(jù)具體情況確定粉煤灰的摻量。5）外加劑。加入外加劑后能減小混凝土收縮開裂的機(jī)會(huì)。減水劑的主要作用是改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土強(qiáng)度或在保持混凝土一定強(qiáng)度時(shí)減少水泥用量。緩凝劑的作用：一是延緩混凝土放熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間，由于混凝土的強(qiáng)度會(huì)隨齡期的增長而增大，所以等放熱峰值出現(xiàn)時(shí)，混凝土強(qiáng)度也增大了，從而減小裂縫出現(xiàn)的機(jī)率；二是改善和易性，減少運(yùn)輸過程中的塌落度損失。引氣劑在混凝土的應(yīng)用對(duì)改善混凝土的和易性、可泵性，提高混凝土耐久性十分有利。

2、施工管理要點(diǎn)。1）混凝土的配制。在混凝土配合比設(shè)計(jì)中盡量控制好水灰比，以減少干縮，同時(shí)摻加合適的減水劑。嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比?；炷恋挠盟拷^對(duì)不能大于配合比設(shè)計(jì)所給定的用水量。在混凝土拌制過程中，要嚴(yán)格要求原材料計(jì)量準(zhǔn)確。同時(shí)，嚴(yán)格控制混凝土出現(xiàn)塌落度。2）混凝土的澆筑。改善混凝土的攪拌加工工藝。在傳統(tǒng)的“三冷技術(shù)”的基礎(chǔ)上采用“二次風(fēng)冷”新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。澆筑順序采用“分段定點(diǎn)，一個(gè)坡度，薄層澆筑，循序推進(jìn)，一次到頂”的方法，一次整體連續(xù)澆筑結(jié)束。合理安排施工工序。分層、分塊澆筑，以利于散熱，減少溫度應(yīng)力。混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，澆筑過程中要進(jìn)行振搗方可密實(shí)。振搗時(shí)間應(yīng)均勻一致，以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜。澆筑完畢后，表面要壓實(shí)、抹平，以防止表面裂縫。在寒冷季節(jié)，混凝土表面需用塑料薄膜加草席覆蓋保溫，以保證混凝土表面不受凍。盡量避開在太陽輻射較高的時(shí)間澆筑，若由于工程需要在夏季施工，則盡量避開正午高溫時(shí)段，澆筑盡量安排在夜間進(jìn)行或采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升。3）混凝土的拆模。一是控制拆模時(shí)間?；炷猎趯?shí)際溫度養(yǎng)護(hù)的條件下，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內(nèi)，預(yù)計(jì)拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模；二是表面隔熱保護(hù)。混凝土澆筑后，由于內(nèi)部較表面散熱快，會(huì)形成內(nèi)外溫差，表面收縮受內(nèi)部約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，這種拉應(yīng)力通常很小，不至于超過混凝土的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。但是，如果此時(shí)受到冷空氣的襲擊，或者過分通風(fēng)散熱，使表面溫度降溫過大就很容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。所以，在混凝土拆模后，特別是低溫季節(jié)，在拆模后立即采取表面保護(hù)，防止表面降溫過大，引起裂縫。4）混凝土的養(yǎng)護(hù)。加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間?；炷翝仓戤吅?，應(yīng)及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)以保持混凝土表面經(jīng)常濕潤，這樣既減少外界高溫倒灌，又防止干縮裂縫的產(chǎn)生，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定增長。一般在澆筑完畢后12～18h內(nèi)立即開始養(yǎng)護(hù)，連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28d或設(shè)計(jì)齡期。若是在高溫季節(jié)施工，則要在初期適當(dāng)采用通制冷水來降低混凝土最高溫度峰值。為削減內(nèi)外溫差，還應(yīng)在夏末秋初進(jìn)行中期通水冷卻。中期通水一般采用河水，通水歷時(shí)兩個(gè)月左右。后期通水是使混凝土柱狀塊達(dá)到接縫灌漿的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相結(jié)合的方案。

三、結(jié)語

大體積混凝土的開裂是工程建設(shè)中帶有一定普遍性的技術(shù)問題。由于裂縫的存在和發(fā)展（特別是基礎(chǔ)貫穿裂縫出現(xiàn)在重要的結(jié)構(gòu)部位），通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生銹蝕，降低結(jié)構(gòu)的耐久性及抗?jié)B能力，削弱構(gòu)件的承載力，影響建筑物的外觀和使用壽命。同時(shí)，會(huì)可能危害到建筑物的安全使用，嚴(yán)重者將會(huì)威脅到人的生命安全。如何采取有效措施防止大體積混凝土的開裂，是一個(gè)值得關(guān)注的問題。本文提出了自己的一些見解。

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