建筑工程大體積混凝土施工防裂縫控制及實(shí)踐探討

謝明明

（柳州市建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司　廣西柳州市　545006）

建筑工程大體積混凝土施工防裂縫控制及實(shí)踐探討

謝明明

（柳州市建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司廣西柳州市545006）

本文在結(jié)合工程實(shí)例的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑工程大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，然后根據(jù)大體積混凝土的施工特點(diǎn)，簡(jiǎn)要介紹了預(yù)防建筑工程大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的技術(shù)控制措施。

大體積混凝土；裂縫原因；實(shí)踐

引言

在混凝土施工過(guò)程中，有很多原因都會(huì)造成裂縫，在一定程度上影響著混凝土的質(zhì)量，進(jìn)而影響到外觀，甚至降低結(jié)構(gòu)的承載力，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、耐久性、安全性。通過(guò)分析裂縫的形成原因，采取有效的措施對(duì)裂縫進(jìn)行控制和預(yù)防，盡最大的能力降低混凝土施工裂縫，保證施工質(zhì)量，提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。

1　大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

大體積混凝土裂縫主要有兩種：①結(jié)構(gòu)型裂縫；②材料型裂縫。結(jié)構(gòu)型裂縫是由外荷載引起的一種受力裂縫，外荷載包括常規(guī)計(jì)算中的主要應(yīng)力，還有其他結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力。材料型裂縫主要是因?yàn)闇囟葢?yīng)力和混凝土收縮引起的，是一種非受力的變形變化?；炷猎缙鸪霈F(xiàn)的裂縫，一般不是由外力作用引起的，外力作用主要有結(jié)構(gòu)荷載與施工荷載等。大部分都是因?yàn)殚g接原因造成的，比如因?yàn)槭艿搅藴囟鹊挠绊懟蛘叱霈F(xiàn)了收縮變形影響。

在混凝土凝結(jié)硬化時(shí)，由于在水化熱的作用下，混凝土的溫度逐漸升高，混凝土的體積也逐漸變大。因?yàn)榛炷猎诨A(chǔ)部位，會(huì)受到巖石的保護(hù)，所以混凝土沒(méi)有出現(xiàn)變形的情況，并且還形成了壓應(yīng)力。處于這個(gè)時(shí)期的混凝土，壓應(yīng)力比較小，并且還具有很強(qiáng)的可塑性。時(shí)間一長(zhǎng)，混凝土的溫度開(kāi)始降低，體積也開(kāi)始收縮，還與基礎(chǔ)巖石緊緊地粘在了一起。此時(shí)，混凝土在基礎(chǔ)巖石的作用下不再具有收縮的功能，這時(shí)混凝土本來(lái)?yè)碛械膲簯?yīng)力不再發(fā)揮作用，而是出現(xiàn)了拉應(yīng)力。假如拉應(yīng)力的數(shù)值比抗拉極限強(qiáng)度的數(shù)值還大，就會(huì)致使混凝土出現(xiàn)裂縫。

當(dāng)然，導(dǎo)致大體積混凝土裂縫產(chǎn)生裂縫的因素還有很多，如水泥品種、摻合料、施工工藝、養(yǎng)護(hù)條件、用量、骨料溫度以及化學(xué)添加劑等。

2　建筑工程大體積混凝土施工中的特點(diǎn)

2.1溫度變化特點(diǎn)

水泥在凝固的過(guò)程中，會(huì)散發(fā)出巨大的水化熱。在水泥開(kāi)始凝固時(shí)，水泥會(huì)快速地散發(fā)出熱量，隨著時(shí)間的推移，水泥散發(fā)熱量的速度會(huì)開(kāi)始變慢。在最初的3d，普通水泥散發(fā)出來(lái)的總熱量占到總水化熱的一般以上。大體積混凝土溫度變化一般要經(jīng)歷三個(gè)時(shí)期：升溫期、冷卻期和穩(wěn)定期（見(jiàn)圖1）。

混凝土在硬化的過(guò)程中具有升溫速度較快、降溫的速度較慢、導(dǎo)熱性較差以及溫度梯度最大的特點(diǎn)。這時(shí)三個(gè)臨邊處，也就是上表面、下表面以及四周側(cè)表面，出現(xiàn)裂縫的可能性最大，同時(shí)也是控制混凝土溫度裂縫的重點(diǎn)。

圖1　大體積混凝土溫度變化過(guò)程

2.2工作環(huán)境特點(diǎn)

在高層建筑地下室施工期間，受到自然環(huán)境的影響比較小，例如受到日曬和雨淋等的影響較小。另外，深基坑中的建筑物通風(fēng)性差、四周的間隙比較小，另外和地面相比，更容易受到晝夜溫差的影響。等到模具被拆開(kāi)后，要抓緊時(shí)間回填，這時(shí)混凝土的溫度就會(huì)逐漸下降，最終會(huì)和地面的溫度保持一致。土壤的導(dǎo)熱性能不好，漫長(zhǎng)的時(shí)間過(guò)后，余溫自然就會(huì)散去。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，混凝土的質(zhì)量不會(huì)被溫度的應(yīng)力影響，因此，不會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫。由此可見(jiàn)，在大體積鋼筋混凝土施工的早期，要重視溫度對(duì)混凝土質(zhì)量的影響，在混凝土施工的其他時(shí)期，就不用太關(guān)注溫度的影響。

3　大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)的實(shí)踐和探討

3.1工程概況

某建筑工程是一座現(xiàn)代化程度比較高的住宅小區(qū)。該小區(qū)的8#、9#、10#連體地下室的建筑總面積是12197m2，其中承臺(tái)的厚度都在1m以上，最大的承臺(tái)是14.0m×7.8m×3.2m，底板厚度有360mm?；炷猎O(shè)計(jì)為C35的強(qiáng)度等級(jí)，抗?jié)BS8。這項(xiàng)工程的施工要求較高，施工中難度系數(shù)較高。本項(xiàng)目為了防止地下室底板出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，專門制定了大體積混凝土的施工方案。

3.2裂縫控制的主要措施

本工程在地下室施工期間，項(xiàng)目部在應(yīng)用常規(guī)裂縫控制技術(shù)措施的基礎(chǔ)上，還采用了下面幾項(xiàng)技術(shù)措施，使基礎(chǔ)大體積混凝土的溫度裂縫的控制取得了成功：

（1）使混凝土的配合比得以優(yōu)化，把60d混凝土強(qiáng)度當(dāng)作施工配合比的根據(jù)。

為了使大體積混凝土中的水泥水化熱得到有效的降低，并且得到了設(shè)計(jì)單位的大力支持，這項(xiàng)建筑工程在設(shè)計(jì)和驗(yàn)收的過(guò)程中，自始至終將60d混凝土強(qiáng)度作為依據(jù)。通過(guò)不斷地實(shí)踐，最終實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化混凝土配合比的目的（如表1所示），為了能夠大幅度地降低大體積混凝土的水泥用量和水化溫度，需要將混凝土的成份進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)可以使?jié)沧⒑蟮幕炷羶?nèi)外溫差減小，降溫速度控制的難度降低，并進(jìn)一步降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

表1　混凝土適配方案

（2）運(yùn)用混凝土外加劑“四摻”技術(shù)：目前，在工程施工的過(guò)程中，已經(jīng)廣泛使用了商品混凝土摻合料和外加劑。

（3）做好養(yǎng)護(hù)工作：在大體積混凝土施工過(guò)程中有一項(xiàng)非常重要的工作，那就是做好大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的目的就是要確?；炷聊軌蛞恢北３诌m宜的濕度和溫度，并且使溫差變化不太大，從而起到增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的效果，減小混凝土出現(xiàn)裂縫的幾率。

①表面處理。在對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑之后，在表面容易出現(xiàn)一層質(zhì)地較厚的水泥漿，特別容易出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。所以，在混凝土初凝之前，必須要用長(zhǎng)尺把混凝土的表面刮平，不留下一點(diǎn)泌水，并且鐵滾筒多次地將其表面拍實(shí)抹平；②保溫養(yǎng)護(hù)。需要做到以下兩點(diǎn)措施：a.最大限度地防止混凝土表面的熱量散失，并且使混凝土表面的溫差減小，防止混凝土表面有裂縫出現(xiàn)。b.延長(zhǎng)散熱時(shí)間，混凝土在剛剛施工的時(shí)候，擁有較強(qiáng)的強(qiáng)度和一定的松弛性，這時(shí)要抓住這個(gè)時(shí)機(jī)來(lái)促使溫度差的拉力小于其本身的抗拉強(qiáng)度，從而預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。在澆筑完混凝土后，在其凝固之前要蓋上一層塑料薄膜和一層麻袋進(jìn)行保溫，并且不能出現(xiàn)空隙，要確保塑料薄膜中的保持一定的濕度，將混凝土表面的溫度和大氣溫度的溫差控制在20℃以內(nèi)，這時(shí)才能撤掉保護(hù)膜的覆蓋。

（4）混凝土測(cè)溫：對(duì)混凝土進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)控制有助于了解大體積混凝土的升溫和降溫的變化規(guī)律，還有助于了解各種材料在不同條件下濕度的受影響情況。在控制混凝土溫度時(shí)需要做到以下幾點(diǎn)：①對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑的時(shí)候，一定要控制好里外的溫差變化，最好不要超過(guò)25℃；②混凝土澆筑體的降溫速率應(yīng)小于等于2.0℃/d；③混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于20℃。在測(cè)量混凝土溫度的時(shí)候，一定要使其符合指標(biāo)規(guī)定的數(shù)值，當(dāng)出現(xiàn)差額時(shí)，要及時(shí)給予溫度的調(diào)控，防止裂縫的發(fā)生。

3.3裂縫控制措施探討

（1）在拌合混凝土?xí)r，選擇使用地下水，或者采取一些措施遮擋砂石場(chǎng)地的日光?？刂拼篌w積混凝土的溫度裂縫的過(guò)程中，重點(diǎn)控制對(duì)象是混凝土的表面溫差和大氣二者之間存在的溫度差額，另外，還重點(diǎn)控制混凝土的上下表面和中心的溫度差額。當(dāng)將混凝土的拌合物從攪拌機(jī)中轉(zhuǎn)移到模板時(shí)，雖然會(huì)因?yàn)闀r(shí)間的不同存在一些溫差的不同，但是和大氣溫度的關(guān)系不大。

（2）采用分層分塊跳槽的方式澆筑混凝土。這種地下室中的混凝土的澆筑方法的具有的優(yōu)點(diǎn)是能夠幫助混凝土早期水泥水化熱進(jìn)行散熱，但是也存在一定的缺點(diǎn)，那就是增加了工期，也使處理施工縫的費(fèi)用增高了。但是要符合結(jié)構(gòu)受力和地下結(jié)構(gòu)抗?jié)B的標(biāo)準(zhǔn)要求，建議采用從整體上對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑，并且保持連續(xù)性。

（3）預(yù)埋循環(huán)冷卻水管。在混凝土的澆筑過(guò)程中預(yù)先埋好冷卻水管，這種方法的缺點(diǎn)是損耗一定的人力物力，容易發(fā)生混凝土滲漏事故。因此，以上技術(shù)措施，雖然可以控制大體積混凝土的裂縫開(kāi)展，但由于其存在的缺點(diǎn)，在具體特點(diǎn)的實(shí)際工程應(yīng)用中，可能沒(méi)有預(yù)期的效果好。

4　結(jié)束語(yǔ)

混凝土裂縫的控制，是混凝土施工的重點(diǎn)。施工人員應(yīng)根據(jù)工程的具體情況、施工環(huán)境等，預(yù)防、控制混凝土施工裂縫的產(chǎn)生，積極主動(dòng)采取有效的措施對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行修復(fù)，保證混凝土施工的質(zhì)量，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及耐久性。

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2015-8-7