大體積混凝土基礎(chǔ)溫度裂縫控制施工技術(shù)分析

嚴(yán)劍

摘要：隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，大體積混凝土在建筑施工數(shù)量逐漸增多，但是混凝土溫度裂縫問題也隨之增加。因此加強大體積混凝土基礎(chǔ)溫度裂縫的控制成為了當(dāng)前建筑施工行業(yè)建設(shè)的重要研究課題。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；基礎(chǔ)溫度；裂縫

前言

大體積混凝土是指現(xiàn)場澆筑、成型和養(yǎng)護且體積與厚度較大的混凝土，也可定義為“混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小尺大于或等于1m，或預(yù)計會因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致裂縫的混凝土”。大體積混凝土在施工中易遇到的一大難題，也是一個極具破壞性的危害就是溫度裂縫。因此要確保施工安全，保證混凝土的質(zhì)量，就要求在施工過程中采取有效的控溫措施。

1 大體積混凝土基礎(chǔ)溫度裂縫的產(chǎn)生原因分析

1.1 水化熱過高，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫度差異顯著

對于大體積混凝土基礎(chǔ)工程而言，由于混凝土施工體積量較大，混凝土厚度較高，水泥在混凝土結(jié)構(gòu)凝結(jié)過程當(dāng)中會產(chǎn)生比較明顯的水化熱反應(yīng)，水化熱反應(yīng)期間所產(chǎn)生的熱量被完全包覆在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，無法在短時間迅速排出。受此因素影響，一方面導(dǎo)致高溫因素影響內(nèi)部水分的蒸發(fā)；另一方面內(nèi)部溫度上升顯著，拉大與外部溫度的差異。兩種因素交叉作用，最終形成溫度裂縫。

1.2 混凝土收縮

混凝土中含有一定比例的水分，在水泥水化反應(yīng)期間會產(chǎn)生高溫，同時混凝土凝結(jié)也需要大量的水分參與反應(yīng)。因此，在混凝土凝結(jié)期間，會出現(xiàn)大量水分散失的問題。若沒有及時對外部進行灑水養(yǎng)護，則混凝土結(jié)構(gòu)將會在大量水分散失后出現(xiàn)收縮問題，最終致使混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)裂縫問題。

1.3 外部氣溫變化較大

在我國很多地區(qū)，受到地形、氣候條件等因素的影響，會產(chǎn)生較大的溫度差異。特別是在冬季低溫狀態(tài)下，外部環(huán)境溫度的變化比較頻繁。而對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)而言，在水化熱反應(yīng)下，內(nèi)部溫度上升速度快，與外部環(huán)境溫度差異明顯，若內(nèi)外部溫度差異超過了混凝土結(jié)構(gòu)可承受的極限值，則將導(dǎo)致溫度裂縫問題的產(chǎn)生。

2 淺談大體積混凝土基礎(chǔ)溫度裂縫控制措施

由于大體積混凝土施工是一個系統(tǒng)化的工程，各方面相互影響，因而想要降低溫度裂縫對大體積混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)造成的影響，不僅要對大體積混凝土內(nèi)外部溫度進行控制，還要從混凝土性能、施工條件等方面進行控制，全面預(yù)防，才能使溫度裂縫控制效果最大化。

2.1 優(yōu)化設(shè)計方案

（1）在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中要特別注意改善約束條件，以降低大體積結(jié)構(gòu)的約束度來減少由于砼自身原因引起的裂縫。例如：避免基礎(chǔ)過大起伏；合理地分縫分塊等。（2）由于混凝土保護層的厚度愈大愈容易發(fā)生裂縫，因此混凝土鋼筋保護層的厚度應(yīng)盡量取較小值。（3）裂縫易發(fā)生部位加強構(gòu)造措施：在孔洞周圍以及轉(zhuǎn)角處布置一些斜筋，讓鋼筋代替混凝土承擔(dān)拉應(yīng)力，這樣可以有效控制裂縫。（4）由于施工過程中水化熱較大，往往需要配置溫度筋，但現(xiàn)在的溫度筋大都是按構(gòu)造設(shè)置的，沒有反映出板厚的增加引起溫度效應(yīng)的增大，為達到有效控制裂縫目的，必要時還需在上、下板筋之間設(shè)置豎向筋。

2.2 “材料”控制

嚴(yán)格控制施工材料質(zhì)量，材料采購人員要對采購環(huán)節(jié)進行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，加大對所有原材料和半成品的審查力度，建立完善的質(zhì)量保證體系。砂、碎石、骨料等材料的進貨渠道盡量避免太多，確保質(zhì)量穩(wěn)定；施工時注意對水泥質(zhì)量的觀察，一旦發(fā)現(xiàn)受潮或者存放期限長的水泥都要棄用；在施工過程中應(yīng)該對所應(yīng)用到的所有材料進行檢測，對自身不能進行檢測的材料，應(yīng)抽樣送至國家專門檢測機構(gòu)，保證所有材料均滿足質(zhì)量要求。同時，在骨料選擇中，要以中粗砂為主。一般情況下，每立方混凝土減少10kg的水泥用量，在絕熱溫升中，溫度就會相應(yīng)降低1度。另外，要嚴(yán)格控制骨料中的含泥量，若含泥量過高，不僅會增加混凝土收縮程度，也會降低混凝土的強度，降低抗裂性能。

2.3 混凝土振搗

（1）清理泌水?；炷翝仓耙?guī)范相關(guān)技術(shù)措施，注意預(yù)埋件、預(yù)留洞等位置，保證布料合理和振搗工作順利。振搗過程中會產(chǎn)生大量泌水，應(yīng)及時清理干凈，否則易引起不良后果。如：麻面、塑性開裂現(xiàn)象，當(dāng)然也會降低表層混凝土強度。為避免泌水現(xiàn)象出現(xiàn)，應(yīng)保證材料合理選用。同時，混凝土配合比要科學(xué)，如水灰比不能過大，外加劑使用量適中，混凝土凝結(jié)時間適宜等。

（2）振搗原則。混凝土澆筑時，要充分保證上下層不能出現(xiàn)冷縫，上層混凝土振搗要在下層混凝土初次凝結(jié)之前完成，并且振搗棒要向下插入5cm左右；振搗原則為快插慢拔，防止上層混凝土已經(jīng)振實，但下層氣泡還未完全排出。為使振搗更加密實，振動棒應(yīng)上下稍微抽動；振搗時間要控制合理，通常在混凝土表面出現(xiàn)浮漿且停止下沉后可停止振搗。

（3）垂直振搗。通常，建筑工程混凝土坍落角度為180±20mm，澆筑坡度為1：6。除鋼筋布置密集位置采用斜向振搗方法外，其他主要位置均采用垂直振搗，振搗點距離在500mm為宜。在對邊緣區(qū)域進行振搗時，距離模板位置不能超過200mm。

2.4 混凝土澆筑

（1）按照砼泵的安全使用與操作規(guī)程。在使用砼泵時，要按照相關(guān)使用說明書和規(guī)范。要求所有操作人員在執(zhí)行獨立操作之前，必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)。在為砼泵澆筑混凝土之前，應(yīng)向泵管內(nèi)加人適量水，將泵管內(nèi)壁潤濕，防止混凝土澆筑過程中將泵管內(nèi)部堵住。若潤濕內(nèi)壁后無異常情況，則采用1：2比例水泥砂漿潤滑砼泵。注意水泥砂漿分散進行布置，不能在一處集中澆筑?；炷翝仓^程必須保證連續(xù)進行，因此需準(zhǔn)備足夠混凝土。若中間有停留時間，則不能超過20分鐘。

（2）分層澆筑。在進行大體積混凝土澆筑施工時，為了降低混凝土內(nèi)外溫差，需要采用分層與分段澆筑方法。要注意布料不能在同一個部位。正確做法是在2～4m范圍內(nèi)對泵管進行水平移動，并且布料位置應(yīng)盡量垂直于模板，澆筑厚度300～500mm。當(dāng)要求澆筑厚度超過500ram時，則應(yīng)按照1：6～1：10坡度對其進行分層澆筑（防止冷縫形成，利于水熱化散失）；在對斜面進行分層澆筑時，混凝土要從澆筑層下端開始，并逐漸向上移動。斜面澆筑通常要求斜面坡度小于1/3，適用結(jié)構(gòu)長度較大（超過3倍厚度）的情況。在現(xiàn)代建筑施工中，經(jīng)常采用全面分層、分層分段及斜面分層澆筑法。

2.5 混凝土測溫

大體積混凝土施工時，必須留置測溫導(dǎo)線，即可通過人為方法對混凝土施工表面溫度進行控制，盡量防止混凝土出現(xiàn)裂縫。實際上，溫度控制包括兩個方面；一是控制混凝土澆筑時溫度；二是工作人員對混凝土內(nèi)部最高溫度進行人為控制。

（1）連續(xù)測溫：測溫工作要安排專人負(fù)責(zé)，保證按時按量測溫，不能遺漏，更不能弄虛作假，要做好測溫記錄。除此之外，還要測溫工作要連續(xù)進行，待混凝土強度和剛度達到時間要求和設(shè)計規(guī)范時，測溫工作方可停止。

（2）工作人員在測溫時，若發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部最高溫度和部分位置渴度差值達到25度（或者溫度出現(xiàn)異常）時，應(yīng)馬上告知項目負(fù)責(zé)方和相關(guān)技術(shù)部門，及時采取補救措施。同時，測溫工作應(yīng)該在電子液晶數(shù)字自動顯示測溫儀器的支持下進行，充分保證測溫合理、讀數(shù)準(zhǔn)確。

3 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國建筑行業(yè)呈現(xiàn)了跨越式的發(fā)展趨勢，大體積混凝土施工在水利工程、大型設(shè)備基礎(chǔ)、高層樓房建筑等建筑施工領(lǐng)域?qū)У匠浞謶?yīng)用，并逐漸向著更大體積方向發(fā)展，因此也對施工技術(shù)提出更高要求。我們需要對大體積混凝土施工有足夠重視，要繼續(xù)對溫度裂縫控制技術(shù)進行研究，采取科學(xué)合理的溫度裂縫防治措施，增加大體積混凝土建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命，促進建筑行業(yè)長久發(fā)展。