大體積底板混凝土結(jié)構(gòu)早期裂縫控制

摘 要：本文從介紹大體積底板混凝土結(jié)構(gòu)施工采用SY-K膨脹纖維抗裂防水劑技術，通過完善泵送混凝土配合比設計、混凝土表面處理、混凝土養(yǎng)護等控制措施，從而有效避免在大體積混凝土早期產(chǎn)生裂縫。

關鍵詞：大體積；混凝土；抗裂纖維；膨脹劑；裂縫；控制

1 工程概況

某廣場擴建工程建筑面積51363m2，多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。底板厚度為0.8～1.2m，底板長邊長106m，短邊長78m，混凝土強度等級為C45，留置的后澆帶劃分為6個板塊，最大混凝土一次澆筑單元板塊為48m×45m。

2 概念簡述

根據(jù)GB50496-2009《大體積混凝土施工規(guī)范》的解釋，本工程底板結(jié)構(gòu)屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)。所謂大體積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土中的膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。

大體積混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，裂縫一般在混凝土澆注短期內(nèi)形成，此時設計荷載尚未作用于結(jié)構(gòu)體上，因此由外力引起裂縫的可能性較小。對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)來說，由于硬化初期水泥和水，水化時放熱的作用，使混凝土內(nèi)部處于升溫狀態(tài)，即水化熱很高40～60℃左右。內(nèi)、外部混凝土溫度差變化過程中，各部分的溫度變形及由于其相互約束及外界約束的作用而在混凝土內(nèi)產(chǎn)生的溫度應力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，混凝土就會出現(xiàn)裂縫。因此，控制混凝土澆筑塊體因水化熱引起的溫升、混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差及降溫速度，防止混凝土出現(xiàn)有害的裂縫是施工技術的關鍵問題。

3 施工方案

本工程要求不僅要制定完善的混凝土施工工藝還要優(yōu)化配合比降低溫度應力。混凝土是一種人造混合材料，成型后的均勻性和密實度是判斷其質(zhì)量好壞的標志，因此，在混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，均會造成混凝土早期裂縫的產(chǎn)生。

加強模板方案設計，完善模板構(gòu)造。模板構(gòu)造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐地基下沉，過早拆模等均可能造成混凝土早期裂縫的產(chǎn)生，甚至早期開裂。

強化混凝土的養(yǎng)護，抓住最佳養(yǎng)護時機?；炷恋酿B(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護與裂縫的形成關系密切?；炷猎缙诒砻娓稍?，內(nèi)外溫差較大，均容易產(chǎn)生早期裂縫。

鋼筋的配置要嚴格按圖施工，位置要正確，保護層如果過大或過小均會導致混凝土裂縫甚至開裂，鋼筋間距過大容易引起鋼筋間混凝土裂縫的出現(xiàn)，形成開裂。

4 混凝土早期裂縫控制措施

4.1 混凝土配合比設計

（1）選用低水化熱、低收縮的P.O.42.5水泥，同時降低水泥用量的方法來降低混凝土的絕對溫升值，可以使混凝土澆筑后的內(nèi)外溫差和降溫速度控制的難度降低，也可降低保溫養(yǎng)護的費用，這是大體積混凝土配合比選擇的特殊性。粗骨料最大粒徑應滿足結(jié)構(gòu)鋼筋凈間距和混凝土泵送管徑要求，必須是連續(xù)級配，控制針片狀含量不超標。細骨料采用中砂，細度模數(shù)嚴格控制。如此不僅可以有效提高混凝土的可泵性，還可以降低砂率，達到減少混凝土自身收縮的目的。

（2）選用一定比例摻合料替代水泥使用。國內(nèi)當前用的摻合料主要是粉煤灰，可以提高混凝土的和易性。大大改善混凝土工作性能和可靠性，降低水化熱。但摻量不能大于30%。本工程采用摻加量為水泥用量的15%，可降低水化熱15%左右。

（3）采用SY-K膨脹纖維抗裂防水劑來優(yōu)化混凝土配合比，纖維摻加量為0.9kg/m3。SY-K膨脹纖維抗裂防水劑是由硫鋁酸鹽微膨脹劑、聚丙烯纖維、防水劑、增強劑等多種功能材料復合而成，產(chǎn)品具有微膨脹性能和阻裂纖維的共同優(yōu)點、同時還具有高抗裂、高抗?jié)B的超疊加效應。纖維的主要作用是當混凝土澆筑到硬化前這一混凝土最脆弱的時期，這時混凝土尚未產(chǎn)生足夠的強度抵抗水泥收縮的應力導致微裂縫時，當裂縫發(fā)展與纖維相交時，加入的纖維可以部分抵消內(nèi)部應力，改善裂縫尖端的應力集中，防止裂縫進一步發(fā)展。由于加入的纖維呈三維無規(guī)則分布，有利于抵消混凝土的塑性收縮。同時無數(shù)纖維在混凝土內(nèi)部形成亂向支撐體系，有效足礙骨料的離析，使混凝土粘聚性好，從而阻止了由于干縮引起的裂縫的產(chǎn)生。

（4）混凝土強度指標設計配合比齡期延長。考慮到建設周期長的特點，在保證基礎底板有足夠強度、滿足使用要求的前提下，采用60d齡期的強度指標作為其混凝土設計強度，這樣可以減少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土澆筑塊體的溫度升高。

4.2 混凝土的攪拌和運輸

本工程現(xiàn)場設置集中攪拌站，設備先進，自動計量，并對進場各種原材料嚴格把關。由于纖維在混凝土中分散的均勻程度，對纖維混凝土的力學性能影響很大，因此纖維拌雜在粗骨料中進料，同時采用強制式攪拌機攪拌，并且適當延長攪拌時間，不少于2min。經(jīng)混凝土運輸車運到澆筑地點后，現(xiàn)場取樣表明，纖維具有較好的均勻度，且和易性和坍落度等指標均滿足要求。

4.3 鋼筋保護層控制

鋼筋的保護層厚度過薄，對于耐久性不利；過厚會增加開裂寬度和開裂率，所以應根據(jù)耐久性要求的最小允許厚度確定。本工程混凝土強度等級為C45，鋼筋保護層設計取值為20mm。

4.4 混凝土的澆筑

混凝土澆筑以分層連續(xù)澆筑，其層間的間隔時間盡量縮短，必須在前層混凝土初凝之前，將其次層混凝土澆筑完畢。層間最長的時間間隔不大于混凝土的初凝時間。同時，嚴格控制混凝土的澆筑速度，一次澆注的混凝土不超過60cm高，以保證混凝土溫度均勻上升。嚴格控制振搗時間，移動距離和插入深度，嚴防漏振及過振。

4.5 混凝土的養(yǎng)護

一般混凝土在澆筑4～5h左右，水泥水化反應劇烈，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)現(xiàn)象，如不注意防風、防曬，極易出現(xiàn)塑性收縮裂縫。本工程因冬季施工未采用淋水措施。而采用保溫法施工，利用保溫材料防止空氣侵襲?；炷恋臏y溫采取在混凝土不同部位埋設銅熱傳感器，通過測溫儀測定溫度，進行從澆筑到養(yǎng)護期全過程的跟蹤和監(jiān)測，隨時了解混凝土內(nèi)部的溫度情況，采取相應的技術措施，確保施工質(zhì)量。

4.6 后澆帶施工

混凝土后澆帶對避免混凝土結(jié)構(gòu)的溫度收縮裂縫有較大作用，本工程劃分后澆帶板塊有效的克服部分由于溫度和混凝土收縮引起的收縮應力。同時本工程底板混凝土采用SY-K硫鋁酸鹽微膨脹劑、聚丙烯纖維雙摻技術，大致可抵消混凝土硬化過程中產(chǎn)生的干縮和水化熱冷縮出現(xiàn)的拉應力，減少有害裂縫的出現(xiàn)。

5 結(jié) 語

某廣場擴建工程大體積底板混凝土施工中，采用SY-K膨脹纖維抗裂防水技術，通過完善泵送混凝土配合比設計、混凝土表面處理、混凝土養(yǎng)護等控制措施，從而有效避免大體積底板混凝土早期裂縫的產(chǎn)生。

參考文獻

[1]《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009.

[2]盧娟娟.大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的綜合措施，農(nóng)業(yè)科技與信息，2008年第20期.