探討防治大體積混凝土裂縫的方法

孫長遠(yuǎn)

(阜新金鼎建筑工程有限公司，遼寧 阜新 123006)

探討防治大體積混凝土裂縫的方法

孫長遠(yuǎn)

(阜新金鼎建筑工程有限公司，遼寧 阜新 123006)

高層建筑工程、地下建筑工程在現(xiàn)階段呈現(xiàn)項(xiàng)目多、規(guī)模大的趨勢。本文作者經(jīng)過多年施工現(xiàn)場一線的經(jīng)驗(yàn)，主要闡述了大體積混凝土的定義、特點(diǎn)、裂縫產(chǎn)生原因，從而總結(jié)出大體積混凝土澆筑的過程中需要注意的問題。

大體積混凝土 裂縫 澆筑 養(yǎng)護(hù)

一、大體積混凝土的含義與特點(diǎn)

由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，建筑業(yè)向高、大、深和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的方向發(fā)展。工業(yè)建筑中的大型設(shè)備基礎(chǔ)；大型構(gòu)筑物的基礎(chǔ)；高層、超高層和特殊功能建筑的箱型基礎(chǔ)及轉(zhuǎn)換層；有較高承載力的樁基厚大承臺(tái)等都是體積較大的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，大體積混凝土已大量地應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑之中。

什么是大體積混凝土？《大體積混凝土施工規(guī)范》中規(guī)定：大體積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。

建筑工程中，大體積混凝土與一般混凝土是不同的。大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)厚大、澆筑量大，工程條件復(fù)雜，且多為現(xiàn)澆超靜定結(jié)構(gòu)混凝土，施工技術(shù)和質(zhì)量要求高等特點(diǎn)。

二、大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

大體積混凝土的施工過程中，開裂問題是帶有一定普遍性的技術(shù)問題，裂縫一旦形成，特別是基礎(chǔ)貫穿或者裂縫出現(xiàn)在重要的結(jié)構(gòu)部位，危害極大，它會(huì)降低結(jié)構(gòu)的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力，同時(shí)會(huì)可能危害到建筑物的安全使用。所以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。其中最重要的溫度裂縫和收縮裂縫

大體積混凝土結(jié)構(gòu)一般要求一次性整體澆筑。澆筑后，水泥因水化引起水化熱，由于混凝土體積大，聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高，而其表面則散熱較快，形成了較大的溫度差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。此時(shí)，混凝齡期短，抗拉強(qiáng)度很低。當(dāng)溫差產(chǎn)生的表面抗拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度，則會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生裂縫，這就是溫度裂縫

混凝土逐漸散熱和硬化過程引起的收縮，會(huì)產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力。如果產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過當(dāng)時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。在大體積混凝土里，即使水灰比并不低，自身收縮量值也不大，但是它與溫度收縮疊加到一起，就要使應(yīng)力增大，所以施工時(shí)早就將自身收縮作為一項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測定和考慮。

三、防止大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的措施

大體積混凝土的澆筑易產(chǎn)生變形裂縫，該變形主要取決于混凝土中水泥品種和混合材、混凝土的配合成分，化學(xué)外加劑以及施工工藝，特別是養(yǎng)護(hù)條件等。

1、原材料的選擇

我們要選用中低熱的水泥品種、選擇適當(dāng)?shù)拇旨?xì)骨料及外加劑。

混凝土升溫的熱源是水泥水化熱，在施工中應(yīng)選用水化熱較低的水泥以及盡量降低單位水泥用量。為此，施工大體積混凝土結(jié)構(gòu)多用325#、425#礦渣硅酸鹽水泥。

在選擇粗骨料時(shí)，可根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大、質(zhì)量優(yōu)良、級(jí)配良好的石子。在選擇細(xì)骨料時(shí)，采用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的干縮，減少水化熱量。

我們還可以摻加適量的外加劑。例如：減水劑主要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；緩凝劑可以延緩混凝土放熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間，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。在這里值得注意的是：外加劑不能摻量過大，否則會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

2、澆筑的方法的選擇

在混凝土澆筑方面，我們要嚴(yán)格控制混凝土入模溫度、嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度與澆筑的方法。 室外溫度較高時(shí)，可以在施工現(xiàn)場對(duì)堆在露天的砂石用布覆蓋，同時(shí)對(duì)澆筑前的砂石用冷水降溫。如果是在冬季進(jìn)行施工，在澆筑混凝土以前應(yīng)該對(duì)基礎(chǔ)及新混凝土接觸的冷壁用蒸汽預(yù)熱，對(duì)原材料應(yīng)視氣溫高低進(jìn)行加熱?；炷恋臐仓?，一次澆注的混凝土不可過高、過厚，以保證混凝土溫度均勻上升。一般來說大體積混凝土的澆筑可以分為全面分層、分段分層、斜面分層等三種方式：

全面分層：澆筑混凝土?xí)r從短邊開始，沿長邊方向進(jìn)行澆筑，要求在逐層澆筑過程中，第二層混凝土要在第一層混凝土初凝前澆筑完畢。在整個(gè)基礎(chǔ)內(nèi)全面分層澆筑混凝土，要做到第一層全面澆筑完畢澆筑第二層時(shí)，第一層澆筑的混凝土還未初凝，如此逐層進(jìn)行，直至澆筑好。這種方案適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸不太大，施工時(shí)從短邊開始，沿長邊進(jìn)行較適宜。

分段分層：分段分層方案適用于結(jié)構(gòu)厚度不大而面積或長度較大的情況?；炷翉牡讓娱_始澆筑，進(jìn)行一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑以上各分層。

斜面分層：斜面分層方案多用于長度較大的結(jié)構(gòu)。斜面分層的原則與平面分層基本是一樣的，斜面的角度一般取小于或等于45度，每層厚度按垂直于斜面的距離計(jì)算，不大于振動(dòng)棒的有效振搗深度，一般取500mm左右。適用于結(jié)構(gòu)的長度超過厚度的3倍，振搗工作應(yīng)從澆筑層的下端開始，逐漸上移，以保證混凝土施工質(zhì)量。

大體積混凝土在振動(dòng)界限以前要對(duì)混凝土進(jìn)行二次振搗，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減少內(nèi)部微裂，增加混凝土密實(shí)度，使混凝土抗壓強(qiáng)度提高，從而提高抗裂性。

3、混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土澆注完畢后，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，又防止干縮裂縫的發(fā)生，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的穩(wěn)定增長。

在大體積混凝土保溫養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)對(duì)混凝土澆筑塊體的里外溫差和降溫速度進(jìn)行監(jiān)測，可根據(jù)這些實(shí)測結(jié)果調(diào)整保溫養(yǎng)護(hù)措施以滿足溫控指標(biāo)的要求。保溫養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，在大體積混凝土施工中可采用保溫性能好，又便宜的材料作為大體積混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)，如塑料薄膜、草袋等，大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)期不得少于28天，保溫層覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進(jìn)行。同時(shí)保溫養(yǎng)護(hù)過程中，我們還應(yīng)保持混凝土表面濕潤。在大體積混凝土拆模后，應(yīng)采取預(yù)防寒潮襲擊、突然降溫和劇裂干燥等措施。

總之，大體積混凝土是目前施工中應(yīng)用較多的一項(xiàng)新技術(shù)，只要嚴(yán)格施工規(guī)范，仔細(xì)落實(shí)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)，認(rèn)真妥善地作好澆筑完的養(yǎng)護(hù)工作，該項(xiàng)技術(shù)是完全可以取得滿意的效果。

[1]侯君偉．現(xiàn)澆混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社．2003

[2]楊南方等．混凝土結(jié)構(gòu)施工實(shí)用手冊(cè)．中國建筑工業(yè)出版社．2001

[3]張少鋒．大體積混凝土溫度裂縫的控制．土木工程．2002．16(2)

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