大體積承臺混凝土施工的裂縫控制措施

王偉銘

廈門海投建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司（361026）

大體積承臺混凝土施工的裂縫控制措施

王偉銘

廈門海投建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司（361026）

以廈門市海滄天源B地塊工程地下室底板大體積承臺混凝土施工為例，介紹了大體積承臺混凝土產(chǎn)生裂縫的主要成因，對混凝土原材料的選擇、控制混凝土內(nèi)外溫差、制訂養(yǎng)護方案、減少混凝土的收縮變形等大體積承臺混凝土裂縫的控制措施作了探析。

大體積承臺混凝土；裂縫成因；控制措施

1 工程概況

廈門市海滄天源B地塊位于海滄區(qū)體育中心北側(cè)，地下一層，地上由3幢30～33層主樓及5幢別墅組成，其中3幢主樓采用框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，總建筑面積82 348.57 m2。地下室底板及承臺采用密實抗?jié)BC40混凝土，抗?jié)B等級P6。本工程的地下室底板承臺中厚度大于2.4 m的共6個。這里介紹其中一個大型承臺CT-209，該承臺位于3#樓地下室底板，面積為1 784.9 m2，厚度為2.8 m，混凝土方量為4 997.7 m3?；炷潦┕r間在1月，平均氣溫15℃，最高氣溫達(dá)18℃。

2 大體積承臺混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 水泥的水化熱

水泥在水化過程中要產(chǎn)生大量的熱量，由于大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在內(nèi)部結(jié)構(gòu)不易散發(fā)，所以導(dǎo)致了大量的熱量聚集，引起了急劇溫升，該部分熱量是大體積承臺混凝土內(nèi)部熱量的主要來源。內(nèi)部的溫度變化，導(dǎo)致了混凝土內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力大于混凝土本身的抗拉強度時就會產(chǎn)生裂縫，這是大體積承臺混凝土產(chǎn)生裂縫的最主要成因。

2.2 外界溫度變化

大體積承臺混凝土在施工期間，混凝土內(nèi)部溫度取決于澆筑溫度、水泥水化溫度及散熱溫度。當(dāng)外界溫度驟然變化（特別是驟然下降）時，就會迅速增加大體積混凝土內(nèi)外溫差，產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，造成大體積承臺混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.3 混凝土的收縮變形

混凝土的拌合水中，只有約20%是水泥水化所需要的，其余80%都被蒸發(fā)。這部分蒸發(fā)的水是引起混凝土收縮的主要原因之一。當(dāng)收縮變形受到約束時，就會因收縮應(yīng)力而產(chǎn)生收縮裂縫。

3 控制大體積承臺混凝土裂縫的技術(shù)措施

3.1 混凝土原材料的選擇

本工程地下室底板大體積承臺混凝土原材料的選擇要求是：既要保證設(shè)計強度，又要大幅度降低水化熱;既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性，又要降低水泥和水的用量。

混凝土的熱量主要來自水泥水化熱，因而選用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥配制混凝土；精心設(shè)計混凝土配合比，采用摻加粉煤灰和減水劑的“雙摻”技術(shù)，減少每m3混凝土中的水泥用量，以達(dá)到降低水化熱的目的。

本工程選用水化熱低的42.5R礦渣水泥，水泥用量為302 kg/m3。采用Ⅰ級粉煤灰，摻量為水泥用量的15%。摻加水泥用量10%的SY-K抗裂防水劑。采用粒徑較大，級配良好的粗骨料，選用中粗砂，改善混凝土的和易性,并充分利用混凝土的后期強度，減小骨料的表面積，從而減少水泥用量及用水量。

3.2 控制混凝土內(nèi)外溫差，制訂養(yǎng)護方案

1）混凝土內(nèi)外溫差計算

混凝土內(nèi)外溫差即混凝土內(nèi)部最高溫度與混凝土表面溫度之差。結(jié)合本工程大體積承臺CT-209，通過理論計算公式：Tm(T)-Tb(T)=15.549℃，計算得知混凝土內(nèi)外溫差小于25℃，采用20 mm厚草袋保溫可以滿足要求。

2）設(shè)置冷卻水管

由于大體積承臺CT-209體積、面積相對較大，為了確保混凝土內(nèi)外溫差能夠控制在25℃以內(nèi)，在該承臺內(nèi)預(yù)設(shè)蛇形冷卻水管，強制降低混凝土水化熱溫度：冷卻水管為φ32 mm的薄壁鋼管，按照蛇形布置（如圖1）。每層冷卻水管間距為1 m，同一層每根水管間距為1 m，外側(cè)水管距混凝土承臺外邊緣距離按0.5 m控制。

圖1 承臺CT-209循環(huán)冷卻水管布置

3）混凝土溫度監(jiān)測

混凝土原材料確定后，需通過下列溫控指標(biāo)來復(fù)核溫控效果：

混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的溫升值不宜大于50℃，混凝土澆筑塊體的里表溫差（不含混凝土收縮的當(dāng)量溫度）不宜大于25℃，混凝土塊體的降溫速率不宜大于為2.0℃/d。

混凝土測溫采用小型電子測溫儀測定，澆筑混凝土?xí)r事先在每個預(yù)定測溫點上、中、下布置熱敏電阻測溫探頭，并留出線頭，編號記錄。測溫點承臺平面布置和測溫點探頭承臺剖面布置如圖2所示。

圖2 測溫點探頭剖面布置圖

測溫要求測混凝土的入模溫度，測大氣溫度,混凝土表面溫度，混凝土上部、中部及下部溫度，測溫時間不少于30 d，并作好測溫記錄。本工程承臺混凝土澆筑后，通過埋設(shè)在承臺中心的測溫點（B點）,實測出該測溫點每日溫度情況（見表1）。

根據(jù)測溫結(jié)果，繪制承臺中心B點測溫點的溫度－時間曲線（見圖3），可以準(zhǔn)確地知道承臺內(nèi)溫度變化情況。如發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)外溫差大于25℃，應(yīng)立即采取有效的措施，如增加表面保溫層厚度。

表1 B測溫點每日溫度升降表

圖3 承臺中心B測溫點的溫度-時間曲線

4）制訂養(yǎng)護方案

混凝土養(yǎng)護時，混凝土表面覆蓋一層塑料薄膜和兩層草袋（厚度約20 mm）進行養(yǎng)護。塑料薄膜和草袋要覆蓋嚴(yán)實，以防混凝土暴露，這樣能有效地保持混凝土表面的水分和溫度，使混凝土始終處于保溫保濕養(yǎng)護中，從而控制混凝土內(nèi)外溫差小于25℃，防止混凝土內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生。

3.3 減少混凝土的收縮變形

要控制好混凝土的出機溫度（不高于28℃）?；炷恋某鰴C溫度通常用降低溫來控制，水溫溫度達(dá)不到要求時就需加入冰塊，以降低水溫。攪拌站砂、石堆場要設(shè)有遮陽棚，以降低骨料的溫度。散裝水泥需提前儲備,避免新出廠水泥溫度過高。

合理安排施工工序?；炷敛捎眯泵娣謱訚仓ǎ鶆蛏仙?，以便散熱，減少陽光照射，降低混凝土的溫升值,縮小混凝土的內(nèi)外溫差及溫度應(yīng)力。

3）加強大體積承臺混凝土的養(yǎng)護。蓄水養(yǎng)護不少于7天，然后用灑水繼續(xù)養(yǎng)護不少于7天，使混凝土表面緩慢冷卻。

4 工程效果

采用了上述措施進行施工，在混凝土內(nèi)部溫度穩(wěn)定后拆除養(yǎng)護材料及模板經(jīng)仔細(xì)觀察，該工程底板大體積承臺混凝土表面未發(fā)現(xiàn)有任何裂縫和滲漏現(xiàn)象。

5 結(jié)語

大體積承臺混凝土在目前的高層建筑工程中被廣泛應(yīng)用，占有著日益重要的位置，因此如何防止大體積承臺混凝土產(chǎn)生裂縫成為越來越重要的研究課題。針對大體積承臺混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因，對癥下藥制定出合理的控制措施并結(jié)合工程的實際特點靈活的操作，就能有效地防止大體積承臺混凝土產(chǎn)生裂縫，確保工程的質(zhì)量。

[1]對大體積混凝土抗裂施工技術(shù)的探討[J].城市經(jīng)濟,2011 (7).

[2]淺談大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及其預(yù)防控制措施[J].科技促進發(fā)展,2008(07).