大體積混凝土施工裂縫原因與措施分析

周文歡

廈門百城建設投資有限公司（361000）

大體積混凝土施工裂縫原因與措施分析

周文歡

廈門百城建設投資有限公司（361000）

首先全面了解大體積混凝土施工質量控制，然后對工程施工中大體積混凝土裂縫成因進行有效分析，最后總結并提出大體積混凝土施工過程中防止裂縫產(chǎn)生的控制措施。

大體積；混凝土；施工

1 概述

1.1 基本情況簡介

凡構件最小尺寸在1 000 mm及以上，最大長度超過了規(guī)范對縮縫的最大間距，預計水泥水化熱產(chǎn)生構件內外的溫差在250℃以上，以上這三種情況之一都屬于大體積;某工程中大體積混凝土主要為底板基礎，混凝土強度等級為C30P10;1#塔樓底板厚3 m,局部達7.4 m,2#塔樓核心筒外底板厚1.7 m，核心筒內2 m，承臺厚度2.4 m和3 m。都需要按照大體積混凝土的施工要求去做。

1.2 大體積混凝土質量通病的表現(xiàn)

1）地下室地板混凝土表面裂縫：裂縫寬度較細（多在0.05～0.2 mm之間），走向縱橫交錯，沒有規(guī)律性，裂縫分布不均。

2）核心筒及其他大體積混凝土表面開裂或整個截面產(chǎn)生貫穿裂縫。

2 原因解析

2.1 地下室地板混凝土表面裂縫原因

混凝土結構成型后，沒有覆蓋養(yǎng)護，受到風吹日曬，表面水分散失快，體積收縮大，而內部濕度變化很小，收縮也小，因而表面收縮變形受到內部混凝土的約束，出現(xiàn)拉應力，引起混凝土表面開裂。

2.2 核心筒及其他大體積混凝土裂縫原因

1）表面裂縫：由于混凝土內部和表面的散熱條件不同，形成中心溫度高、表面溫度低，使混凝土內部產(chǎn)生壓應力，表面產(chǎn)生拉應力，當這個拉應力超過混凝土抗拉強度時，混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

2）貫穿裂縫：混凝土澆筑初期，混凝土處于升溫階段及塑性狀態(tài)，彈性模量很小，體積變化所引起壓應力很小，過了數(shù)日后，混凝土降溫引起混凝土體積收縮變形，變形受到地基和結構邊界條件的約束，產(chǎn)生拉應力，可引起混凝土整個截面產(chǎn)生貫穿裂縫。

3 超高層大體積混凝土裂縫控制措施

3.1 混凝土材料控制措施

1）水泥。底板混凝土使用水化熱較低的礦渣硅酸鹽或中低熱硅酸鹽水泥,質量穩(wěn)定、含堿量低、C3A含量少、強度富余系數(shù)大、活性好、標準稠度用水量小，水泥與外加劑之間的適應性良好。其他各項指標符合國標要求，水泥要求有出廠合格證和復試報告。

2）碎石。底板混凝土粗骨料選用5～25 mm連續(xù)級配的碎石，針片狀顆粒含量不大于10%，含泥量不大于1.0%,泥塊含量不大于0.5%,空隙率小于40%,壓碎指標小于10%，不得含風化顆粒的非堿活性骨料。

3）砂。砂選用II區(qū)中砂，細度模數(shù)在2.6～2.9之間，含泥量按重量計≤2.0%,泥塊含泥量按重量計≤1.0%，有害物質按重量計蕊≤1.0%。

4）粉煤灰。為了減少水泥用量，擬摻加適量的粉煤灰以降低單方水泥用量。加入摻合料可以減少混凝土的水化溫升而目由于粉煤灰顆粒呈球狀具有滾珠效應，起到潤滑作用，可改善混凝土拌合物的流動性、黏聚性和保水性。要求粉煤灰達到一級灰標準，具有一定的活性，外加劑相容性較好。

5）外加劑。在硅中摻加高效低堿型膨脹劑（SYG系列），月彭脹劑的摻量應經(jīng)實驗確定;硅中摻加聚丙烯睛合成纖維，纖維直徑13 μm,長度12 mm，纖維在拌合物中應分散均勻，并進行檢驗。

6）膨脹劑。限制膨脹率7 d＞0.015%。

3.2 混凝土的配合比控制措施

1）和易性。為了保證混凝土在澆筑過程中不離析，要求混凝土要有足夠的黏聚性，要求在泵送過程中不泌水、不離析。坍落度經(jīng)時損失要求兩小時小于40 mm，擴展度不小于45 mm。

2）凝結時間。為了保證底板混凝土的連續(xù)澆筑,避免出現(xiàn)施工冷縫，要求商品混凝土的初凝時間保證在10小時以上；為了保證后道工序的及時插入，要求混凝土終凝時間控制在12小時以內。

3）配合比。砂率宜為35%～42%，灰砂比宜為1：2～1：2.5，水灰比不大于0.55。為了降低混凝土的水化溫升摻加一定量的粉煤灰取代部分水泥。

4）坍落度。底板混凝土采用混凝土輸送泵澆筑的方式，其塌落度要求入泵時最高不超過180 mm，最低不小于140 mm，根據(jù)氣溫條件、運輸時間（白天或夜天）、運輸?shù)缆返木嚯x、混凝土原材料（水泥品種、外加劑品種等）變化和混凝土的塌落度損失情況來調整原配合比，確?；炷翝仓r的塌落度能夠滿足施工生產(chǎn)需要，保證混凝土的供應質量。

5）水泥用量。為了防止大體積混凝土水化熱過大使內部溫度過高出現(xiàn)溫度裂縫，在滿足強度和施工性能的條件下盡量減少水泥的用量，摻加一定量的活性粉煤灰取代部分水泥可以有效地降低混凝土的水化溫升。

3.3 混凝土施工方法

3.3.1 泵管布置控制要點

1）泵管鋪設：堅持“路線短、彎道少、接頭嚴密”的原則。

2）接管：泵管必須架設牢固，輸送管線宜直，轉彎宜緩，接頭加膠圈，以保證其嚴密，泵出口處要設一定長度的水平管，須搭設專門的支架支撐。

3.3.2 硅輸送控制要點

1）為防止商品混凝土在運送過程中坍落度產(chǎn)生過大變化，混凝土罐車在運送途中，攪拌筒不得停止轉動,混凝土罐車卸料前,應使攪拌筒全速（14～18 r/min）轉動1～2 min，并待攪拌筒完全停穩(wěn)不轉后，再進行反轉出料。

2）混凝土應保證連續(xù)供應，以確保泵送連續(xù)進行。

3）為防止操作者隨意踩踏鋼筋和鋼筋移位，還要求鋪設腳手板作為施工人員的通道。

4）泵送前，應先用適量的與混凝土內成分相同的水泥漿或水泥砂漿潤滑混凝土輸送管內壁。

5）混凝土施工期間若溫度過高（超過30℃），在混凝土輸送泵管外壁覆蓋一層麻袋并灑水濕潤，以降低混凝土入模溫度。

6）在現(xiàn)場隨時抽查坍落度，若發(fā)現(xiàn)坍落度超過規(guī)定要求則退回混凝土攪拌站。

3.3.3 硅澆筑控制要點

1）采用斜面分層、一次澆筑到頂，每層厚度300 mm;上下層之間澆筑間隔時間不得大于2 h;混凝土下料口距作業(yè)面不得超過2 m；對于施工自區(qū)設置溜槽,溜槽由木模板制作而成，寬度不小于450 mm，兩側沿高度不小于300 mm，便于混凝土流淌。

2）每根泵管配備6臺Φ50振動棒,每兩臺一組,分別布置在斜面的坡頂、坡中和坡腳;局部Φ50棒無法插入時，采用Φ30的振搗棒，進行振搗，使混凝土得到充分振搗，避免出現(xiàn)漏振等施工質量。

3）混凝土在初凝前用刮尺刮平和木抹子收光，終凝前用混凝土打磨機（或木磨板）打磨壓實，以提高混凝土表面密度和平整度。

3.4 測溫與記錄

1）測溫點必須具有代表性，能全面反映大體積混凝土各部位的溫度,從大體積高度斷面考慮，應包括底面、中心和上表面，從平面考慮應包括中部和邊角區(qū)。

2）從混凝土澆筑完成后4 h開始測溫，在升溫階段每2 h測溫一次，著重報告混凝土中心與表面以及表面與環(huán)境溫度之間的溫差,在降溫階段每6 h測溫一次，測溫結束時間均以各部位溫差進入安全范圍（ΔT≤250℃），可以撤除保溫措施為條件。

3.5 養(yǎng)護及保溫

1）混凝土的養(yǎng)護：大體積混凝土養(yǎng)護時間不得少于14 d。

2）混凝土的保溫：本工程混凝土保溫采用雙層塑料薄模加四層草簾袖覆蓋保濕保溫。

4 結語

4.1 工藝流程

1）底板部分：澆筑前應制定施工方案→混凝土分段分層澆筑→混凝土打磨機（或木磨板）打磨-混凝土養(yǎng)護。

2）核心筒及其他部分：施工方案編制→基層防水層施工→鋼筋安裝→鋼筋隱蔽工程驗收→澆筑大體積混凝土（分段分層澆筑）→混凝土保溫保濕養(yǎng)護（檢查已澆筑混凝土內外溫度）。

4.2 工藝要點總結

1）采用水化熱較大的水泥,如礦渣硅酸鹽水泥。

2）使用緩凝劑，減水劑，外摻合劑（粉煤灰），減少水泥用量，用水量，降低水灰比，減少水化熱。

3）降低混凝土入模溫度：采用遮陽措施降低砂、石等攪拌材料的溫度,并在攪拌水中摻加冰塊降溫。

4）分層澆筑，以加強水化熱量的散發(fā)。

5）采用緩凝劑，延遲混凝土初終凝時間，使水化熱在混凝土凝固前有充足時間水化反應，減少水化熱在凝固后的影響。

6）預埋冷卻水管，用循環(huán)水降低混凝土內部溫度，進行人工導熱。

7）保溫養(yǎng)護：初凝前宜立即進行噴霧養(yǎng)護，初凝時（表面收水，用水輕按無手印）用濕麻袋、薄膜、阻燃溫度被等覆蓋混凝土表面及模板以阻止表面熱量的散發(fā)。

8）蓄水養(yǎng)護：混凝土終凝時（表面變色），在其表面蓄存一定深度的水，具有一定隔熱保溫效果。

[1]李志清.大體積混凝土底板施工裂縫的控制[J].沈陽建筑工程學院學報,2000(6)：13.

[2]張波.大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生原因及控制措施[J].北京工業(yè)職業(yè)技術學院學報,2007(1).

[3]張志誠.淺談混凝土施工裂縫成因及控制[J].山西建筑, 2003(10).