淺談大體積混凝土裂縫控制

摘要：本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)其大體積混凝土裂縫問(wèn)題進(jìn)行了分析，并指出相關(guān)的裂縫控制對(duì)策。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;裂縫;措施

1"" 工程概況

該工程建筑面積38000m2，地上18層，地下1層。本工程基礎(chǔ)為鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，東西長(zhǎng)約107m，南北寬約70m，底板厚1100mm為大體積混凝土?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C30、抗?jié)B等級(jí)為P6。本項(xiàng)目在該筏板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、混凝土原材料、澆筑、養(yǎng)護(hù)等多方面采取措施，有效的控制了裂縫的產(chǎn)生。

2" 設(shè)計(jì)構(gòu)造

2.1利用混凝土后期強(qiáng)度

本工程筏板基礎(chǔ)在盡量滿足承載能力前提下，為控制水泥用量，選擇了強(qiáng)度等級(jí)相對(duì)不高的C30混凝土。同時(shí)，此部分大體積混凝土施工工期較長(zhǎng)，上部荷載逐步施加，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)采用了齡期為60 d強(qiáng)度代替28 d強(qiáng)度，充分利用混凝土后期強(qiáng)度，以減少水泥用量，控制水化熱，從而控制裂縫。

2.2減少約束應(yīng)力

當(dāng)基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑在基巖或混凝土上時(shí)，其在降溫過(guò)程中因冷縮會(huì)受到直接接觸的基巖或老混凝土外部約束而產(chǎn)生拉應(yīng)力，若拉應(yīng)力較大時(shí)，混凝土表面將會(huì)出現(xiàn)垂直裂縫。

為有效減少由于約束而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，本設(shè)計(jì)在墊層與基礎(chǔ)的接觸而上增設(shè)防滑層（見(jiàn)圖1）。由兩層聚乙烯塑料膜夾一層細(xì)砂組成，且要求上下兩層聚乙烯塑料膜的接頭相互錯(cuò)開(kāi)不小于1000mm，控制裂縫產(chǎn)生。

圖1設(shè)置防滑層

3"" 原材料選取

為有效控制裂縫，保證大體積混凝土的施工質(zhì)量，本筏板基礎(chǔ)在原材料的選取上采取如下措施：1）水泥水化過(guò)程中可產(chǎn)生大量的熱量，由于混凝土導(dǎo)熱性能較差，加之大體積混凝土體積大的特點(diǎn)，致使大量的熱量因無(wú)法盡快散出而聚集在混凝土內(nèi)部，從而導(dǎo)致混凝土因內(nèi)外溫差較大而產(chǎn)生約束應(yīng)力，當(dāng)約束應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。因此，在大體積混凝土的配制過(guò)程中應(yīng)盡量避免用高水化熱水泥。本工程在考慮工程要求的條件下選用了P.532.5水泥。2）選用了粒徑為5 mm-40mm連續(xù)級(jí)配碎石，同時(shí)控制石含泥量不大于1%，泥塊含量不大于0.5%，較好的保證了混凝土的和易性與抗壓強(qiáng)度。又由于較大粒徑石子比表面積較小，所需用水量也減少，在保證混凝土強(qiáng)度不變的前提下，水泥用量即隨之相對(duì)減少，從而使水泥水化熱減少，降低了混凝土溫升。3）本大體積混凝土中摻加了粉煤灰作為外摻劑。改善了混凝土拌和料的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，使混凝土易于泵送和澆筑;提高了混凝土抗侵蝕能力和耐久性;同時(shí)，摻入的粉煤灰可替代部分水泥用量，而粉煤灰的水化放熱量較小，從而從整體上減少了混凝土的水化熱，降低了混凝土由于內(nèi)部溫升過(guò)大而導(dǎo)致開(kāi)裂的可能性。4）在大體積混凝土中摻入1%的MC5型緩凝型減水劑，明顯地減少了單位混凝土的用水量，減少了混凝土中水泥用量，從而降低了水泥水化熱溫升。

4"" 澆筑過(guò)程控制

4.1入模溫度

對(duì)于混凝土最大溫升較高的大體積混凝土工程，為有效控制混凝土內(nèi)外溫差，應(yīng)從源頭即入模溫度開(kāi)始嚴(yán)格進(jìn)行控制。因此，本筏板基礎(chǔ)混凝土供應(yīng)商采取了將砂石堆放在大型棚蓋遮陽(yáng)的骨料倉(cāng)里，并在砂石骨料倉(cāng)鋪設(shè)水管，用水管噴水霧降低砂石骨料溫度，輸送管道用草袋包裹灑水降溫等技術(shù)措施;混凝土出場(chǎng)前，用水噴淋車滾筒表面，防比混凝土直曬造成混凝土升溫;混凝土澆筑時(shí)間也盡量安排在夜間或陰天進(jìn)行，使混凝土入模溫度控制在25℃以下。

4.2澆筑溫度控制

1）預(yù)埋水管，降低最高溫升?；炷潦┕み^(guò)程中，在混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)預(yù)埋管道，澆筑后內(nèi)通低溫水冷卻，冷卻水管采用直徑為25 mm的薄壁鋼管，按照中心距2.0m交錯(cuò)排列，并通過(guò)立管相連接。這樣的冷卻效率高，冷量損失少。

2）合理選擇混凝土澆筑方案。本大體積混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度超過(guò)厚度的3倍，采用斜面分層澆筑法。澆筑時(shí)平面按8m分條，斜面采用1：6坡度分層，每層400 mm進(jìn)行澆筑（見(jiàn)圖2），循序退打，一次到頂。在澆筑過(guò)程中，為保證上下層混凝土的結(jié)合質(zhì)量，上層混凝土的澆筑時(shí)間控制在下層混凝土的初凝前;待最上層混凝土澆筑完成初凝前，將其表面及時(shí)用鐵滾筒碾壓1遍一2遍并壓平，再用木抹子搓平壓實(shí)，從而保證混凝土表面的密實(shí)性，消除混凝土表面層的旱期塑性收縮裂紋。

圖2混凝土澆筑示意圖

5"" 混凝土養(yǎng)護(hù)

為避免混凝土表面因?yàn)樗稚⑹於鸶煽s裂縫，混凝土初凝后，在其表面覆蓋2層塑料薄膜進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)灑水，保證膜內(nèi)濕潤(rùn)。同時(shí)，采用覆蓋3層麻袋的方法進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，以確?；炷羶?nèi)外溫差不致因過(guò)大而引起開(kāi)裂。由于大體積混凝土降溫階段經(jīng)歷時(shí)間較長(zhǎng)，大約從澆筑3 d-5 d后即開(kāi)始，延續(xù)一個(gè)月或更長(zhǎng)。因此本工程結(jié)合規(guī)范要求及溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化情況，養(yǎng)護(hù)時(shí)間持續(xù)24 d。養(yǎng)護(hù)結(jié)束后保溫覆蓋層的拆除采用分層逐步拆除的方法，避免因突然拆除導(dǎo)致混凝土溫度變化太快而引起裂縫。

6"" 溫度監(jiān)測(cè)

在筏板基礎(chǔ)大體積混凝土保溫、保濕養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，施工方對(duì)混凝土的入模溫度、澆筑完成后的內(nèi)部溫度、表面溫度及環(huán)境溫差進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而掌握混凝土在強(qiáng)度發(fā)展過(guò)程中內(nèi)外溫差、表面及環(huán)境溫差、平均降溫速度等指標(biāo)。根據(jù)指標(biāo)及氣候條件及時(shí)采取有效的降溫措施及養(yǎng)護(hù)措施，以滿足各時(shí)段溫控指標(biāo)的要求。施工人員在混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后澆筑入模前采用棒式溫度計(jì)插入到混凝土內(nèi)進(jìn)行入模溫度的量測(cè);混凝土內(nèi)部溫度測(cè)定則采用在每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)上埋設(shè)銅一康銅熱電禍傳感器的方法;大氣及混凝土的表面溫度采用水銀溫度計(jì)分散測(cè)取?；炷羶?nèi)部溫度測(cè)定的測(cè)溫點(diǎn)平面布置則：1）平面形狀中心;2）中心對(duì)應(yīng)的側(cè)邊及容易散發(fā)熱量的拐角處;3）主風(fēng)向部位。測(cè)溫點(diǎn)的豎向布置原則：每個(gè)平面位置設(shè)置一組3個(gè)，分別布置在混凝土的上、中、下位置，上下測(cè)點(diǎn)均位于混凝土表面10 cm處。

由于大體積混凝土基礎(chǔ)旱期升溫較快，后期降溫較慢，測(cè)溫遵循先頻后疏的原則。溫度檢測(cè)從測(cè)點(diǎn)混凝土澆筑完成8h后開(kāi)始，72 h內(nèi)每間隔2h一次，72 h以后每間隔4h一次，7d以后每間隔6h一次，晝夜24 h循環(huán)不斷，直至第20天前后，混凝土中心溫度與大氣平均溫度之差已趨于穩(wěn)定的小于15℃，且降溫速度小于0.8℃/d，本工程停止測(cè)溫。

7"" 結(jié)語(yǔ)

本工程竣工驗(yàn)收至今，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看分析，并對(duì)使用情況調(diào)查反饋，此項(xiàng)目未出現(xiàn)任何不符合質(zhì)量規(guī)范要求的明顯裂縫，使用效果良好。由此可見(jiàn)，在大體積混凝土的運(yùn)用過(guò)程中通過(guò)規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臉?gòu)造設(shè)計(jì)、嚴(yán)格細(xì)致的原材料選取及控制、合理有序的施工組織，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)采取及時(shí)有效的養(yǎng)護(hù)措施，可以較好的控制溫度應(yīng)力和溫度變形裂縫的擴(kuò)展，取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 50496 2009，大體積混凝土施工規(guī)范[S]

[2]GB 50010 2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[3]龔劍，李宏偉大體積混凝土施工中的裂縫控制「J]施工技術(shù)，2012，41（361）：28-30

[4]董事?tīng)枺瑒?，侯立群，等某核電?號(hào)核島底板大體積[J]施工技術(shù)，2011，40（345）：98-100

[5]祁忠，梁樹(shù)梅，大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生原因及防治措施[J].山西建筑，2012，38（7）：108-109