大體積混凝土裂縫施工措施的探討

陳慶東

摘 要：本文主要針對大體積混凝土裂縫的施工措施展開了探討，通過結(jié)合具體的施工實(shí)例，對大體積混凝土裂縫成因及溫度裂縫形式作了詳細(xì)的闡述，并系統(tǒng)分析了裂縫控制的主要技術(shù)措施，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫；施工措施

大體積混凝土作為如今工程施工常用的建筑材料之一，隨著建設(shè)工程日漸增多而得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是大體積混凝土存在著水化熱的現(xiàn)象，容易產(chǎn)生裂縫，從而影響到混凝土結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和防水性，更甚者會破壞到建筑的施工質(zhì)量，因此，需要采取有效的施工措施做好防范和應(yīng)對?；诖?，本文就大體積混凝土裂縫的施工措施進(jìn)行了探討，相信對有關(guān)方面的需要能有一定幫助。

1 工程概況

某醫(yī)院直線加速器機(jī)房位于地下室1層，其平面尺寸為24.92m×11.93m，高6.25m，墻體最大厚度為2.7m，頂板最大厚度為2.7m。屬于大體積混凝土。采用混凝土強(qiáng)度等級為C45，抗?jié)B等級P8。

2 大體積混凝土裂縫成因及溫度裂縫形式

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因包括荷載作用、溫度作用、干濕作用、基礎(chǔ)位移。其中溫度作用是大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因。

對于大體積混凝土，其外部的水化熱量散失較快，而積聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水化熱則不易散失，造成混凝土各部位之間的溫度差和溫度應(yīng)力，溫度和溫度應(yīng)力差成正比。當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過混凝土的內(nèi)外約束應(yīng)力時，則產(chǎn)生溫度裂縫。

大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫主要有以下2個原因：

（1）大體積混凝土中的水泥所產(chǎn)生的水化熱引起的溫度差；

（2）內(nèi)部約束及外部約束。

溫度裂縫分為2種形式：

（1）表面裂縫。大體積混凝土澆筑初期，水泥水化產(chǎn)生大量水化熱，形成外低內(nèi)高的溫差，這種溫差會使大體積混凝土內(nèi)部溫度分布不均勻，引起質(zhì)點(diǎn)發(fā)生的變形不一致，從而產(chǎn)生內(nèi)約束。大體積混凝土中心由于溫度較高，所產(chǎn)生的熱膨脹也較表面大，因而在混凝土中心產(chǎn)生壓應(yīng)力，而表面則產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)表面拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，就會在大體積混凝土的外表面產(chǎn)生裂縫，這種裂縫比較分散，裂縫的寬度和深度也很小，稱為表面裂縫。

（2）貫穿裂縫。大體積混凝土澆筑后數(shù)日，水泥水化熱基本已釋放，大體積混凝土?xí)淖罡邷囟乳_始逐漸降溫，降溫的結(jié)果會引起混凝土的收縮，同時混凝土中多余水分也隨之蒸發(fā)，這樣就會引起混凝土體積出現(xiàn)不同程度的收縮。而地基、其他結(jié)構(gòu)往往會對大體積混凝土進(jìn)行約束，讓其不能自由變形，在這種外部約束的作用下，混凝土的內(nèi)外溫差就會產(chǎn)生溫度應(yīng)力。這種溫度應(yīng)力一般是拉應(yīng)力，當(dāng)該溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，就會從約束面開始向上出現(xiàn)開裂，從而形成溫度裂縫。若溫度應(yīng)力足夠大，裂縫會連續(xù)產(chǎn)生，甚至?xí)灤┱麄€截面，形成貫穿裂縫。

3 裂縫控制的主要技術(shù)措施

3.1 原材料與配合比設(shè)計

（1）選擇P.S42.5水泥。對于體積較大的結(jié)構(gòu)，應(yīng)優(yōu)先選擇中熱水泥甚至低熱水泥。再有，可充分利用混凝土后期強(qiáng)度，以減少水泥用量。

（2）摻入18%粉煤灰。在保證強(qiáng)度指標(biāo)的情況下，采用粉煤灰取代部分水泥，能顯著降低水泥用量。雖然粉煤灰作為活性材料也會釋放水化熱，但它放出的水化熱較低，且升溫速度慢，因而能起到降低水化熱和延長溫升時間的作用。同時還可減少砂子對混凝土的泌水的作用，并改善細(xì)骨料的級配。

（3）摻加JM-III改進(jìn)型混凝土高效增強(qiáng)劑。JM-III改進(jìn)型（抗裂、防滲）混凝土高效增強(qiáng)劑，可以改善混凝土拌合物的流動性、黏聚性和保水性。具有減水率大、膨脹性能好、高效緩凝等特點(diǎn)，在降低用水量和提高強(qiáng)度的同時，還可以降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間，從而減少溫度裂縫。

（4）混凝土配合比。本工程采用泵送混凝土，工程要求混凝土強(qiáng)度等級為C45，抗?jié)B標(biāo)號為P8，且具有良好的和易性、流動性。經(jīng)試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計，其質(zhì)量配合比為：水：水泥：砂子：碎石：JM-III：纖維：粉煤灰=170：380：680：1090：31：0.6：70。

3.2 施工與養(yǎng)護(hù)

3.2.1 施工過程中裂縫控制措施

（1）直線加速器部位因施工進(jìn)度安排在7月下旬施工，時逢高溫季節(jié)，為控制混凝土的入模溫度，較大部分工作量在氣溫相對較低的夜晚施工。

（2）墻體與頂板混凝土整體連續(xù)一次性澆筑，澆筑時先豎向后水平構(gòu)件，中間不設(shè)置施工縫。

（3）墻體混凝土澆筑前底部先灌入少量同混凝土配比的水泥砂漿進(jìn)行接漿。墻體混凝土采用分層澆筑的施工工藝，目的在于放松約束程度，減小溫度梯度，避免溫度裂縫的出現(xiàn)。每層澆筑高度不大于50cm，沿墻體循環(huán)均勻布料，不得超厚，同時澆筑速度控制在1m/h以內(nèi)。

（4）頂板混凝土澆筑完畢后在初凝前1～2h，先用平板振搗器振搗，再用長刮杠按標(biāo)高找平，在終凝前用鐵滾筒碾壓數(shù)遍，待表面收水后，再用木抹搓平，以閉合收縮所致的裂縫，保證頂板混凝土的質(zhì)量。

3.2.2 養(yǎng)護(hù)過程中裂縫控制措施

（1）在墻板外側(cè)面掛上3層塑料薄膜和2層草簾的覆蓋。要求在控制內(nèi)表溫差的前提下，盡可能推遲保溫層開始覆蓋的時間，因?yàn)檫^早進(jìn)行保暖，勢必增加混凝土的最高溫升，對減少外約束應(yīng)力不利?；炷帘貢r間最好安排在混凝土接近或達(dá)最高溫升時進(jìn)行。

（2）待頂板混凝土表面可以上人，現(xiàn)場以人踩無腳印為準(zhǔn)。采用黏土標(biāo)準(zhǔn)磚砌筑1/2磚、高20cm蓄水池，并用1：2水泥砂漿粉刷。蓄水深15～20cm，利用水具有一定的隔熱保溫效果使混凝土在預(yù)定時間內(nèi)具有一定的抗裂強(qiáng)度，從而達(dá)到控制裂縫目的。

（3）采取14d以上長時間的養(yǎng)護(hù)，延緩降溫時間和速度，充分發(fā)揮混凝土應(yīng)力松弛效應(yīng)。

3.3 溫度監(jiān)控

3.3.1 監(jiān)控設(shè)備

采用JDC-2型建筑電子測溫儀?；炷翝仓皩鞲衅鞯臏y溫線按照豎向測溫點(diǎn)所需距離固定在相應(yīng)位置的鋼筋上，其中要嚴(yán)格控制標(biāo)高；測溫線溫度傳感器與鋼筋之間做好隔熱處理，可墊塑料墊塊予以隔熱，綁扎牢固；測溫線插頭露出混凝土表面30cm左右，并用塑料袋包裹好待用；測溫時將插頭插入電子測溫儀插座中，讀取溫度數(shù)據(jù)并及時記錄即可。

3.3.2 測點(diǎn)布置

測點(diǎn)布置須具有代表性，能全面反映大體積混凝土內(nèi)各部位的溫度，從大體積混凝土斷面全高度考慮，應(yīng)包括底面、中心和上表面，從平面考慮應(yīng)包括中部和邊角區(qū)。選取墻體厚2.7m部分及頂板厚2.8m部分作重點(diǎn)監(jiān)控。

具體測點(diǎn)布置如下：墻頂下10cm、H/4、H/2（H為墻高）和頂板的板頂下10cm、h/2、板底上10cm處。

3.3.3 監(jiān)控制度

混凝土入模后即由專人觀測，頻次先密后疏，確保溫度測值的連續(xù)性并測得最大值和最小值。正式觀測從混凝土入模后開始，5d內(nèi)每2h進(jìn)行1次，14d內(nèi)每4h進(jìn)行1次，28d內(nèi)每8h進(jìn)行1次，總的觀測時間為28d。

4 結(jié)語

綜上所述，大體積混凝土裂縫一直以來都是工程施工所要特別重視的問題，為了避免工程的施工質(zhì)量因混凝土裂縫而被影響，就需要選取合適的原材料、優(yōu)化配合比設(shè)計，并在施工前后采取相應(yīng)有效的措施做好防范和應(yīng)對。只有這樣，才能減少大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，以真正保障工程的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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