大體積混凝土施工中的裂紋控制

歐青偉

河南省公路工程局集團(tuán)有限公司海外分公司 河南鄭州 450000

1 大體積混凝土概述及澆筑的方法

1.1 概述

大體積混凝土是一種最小幾何尺寸不小于1米的混凝土，或由于混凝土中的膠凝材料水化而引起的溫度變化和收縮，預(yù)計(jì)會(huì)造成有害裂縫。在施工過程中，由于水泥在混凝土中的水化作用是放熱反應(yīng)，大體積混凝土本身具有一定的保溫性能，其內(nèi)部溫升范圍比表層大得多，而在冷卻過程中，在混凝土峰值溫升后，其內(nèi)部冷卻比表層慢得多，形成較大的溫差，容易導(dǎo)致開裂接縫的產(chǎn)生。

1.2 澆注方法

在土木工程混凝土澆筑過程中，既有現(xiàn)澆法和預(yù)制法兩種?，F(xiàn)澆法的主要操作過程：首先在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行大型模板支護(hù)，模板支護(hù)完成后進(jìn)行統(tǒng)一澆筑。目前，該方法應(yīng)用廣泛，是最有效、最方便的方法。另一種鑄造方法是預(yù)制。預(yù)制法與現(xiàn)澆法的主要區(qū)別在于不需要大規(guī)模的支撐。這不僅方便了操作過程，而且大大節(jié)約了成本[1]。

2 大體積混凝土產(chǎn)生裂紋的主要原因

2.1 大體積混凝土澆筑施工原因

在混凝土澆筑施工中，應(yīng)保持連續(xù)作業(yè)，施工過程中的間隔不得超過2分鐘。這是因?yàn)榛炷翝仓^程停止，由于混凝土已澆筑凝固，混凝土前后會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力裂縫，甚至是由于混凝土已澆筑凝固，后澆部分與澆筑部分粘結(jié)不好，形成施工冷縫，造成產(chǎn)品質(zhì)量缺陷。由于本工程設(shè)計(jì)所用板厚和面積大，不僅增加了連續(xù)澆筑作業(yè)的難度，而且增加了裂縫的發(fā)生概率，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量控制和管理提出了更高的要求。

2.2 混凝土振搗工藝原因

混凝土振動(dòng)技術(shù)主要強(qiáng)調(diào)振動(dòng)的頻率、強(qiáng)度、范圍和均勻性。如果這四項(xiàng)要求中有一項(xiàng)不充分，很容易造成裂紋。在大體積混凝土施工中，也存在著振動(dòng)面積大的現(xiàn)象。在這種情況下，許多施工單位仍然采用傳統(tǒng)的人工方式進(jìn)行振動(dòng)工作。為了保證施工效率，將同時(shí)安排大量的人工振動(dòng)。這種性能無疑使振動(dòng)施工的統(tǒng)一性不足，因?yàn)檎駝?dòng)過程中不同的人工操作行為。完全相同是不可能的。同時(shí)，在同一振點(diǎn)上多次發(fā)生振動(dòng)，說明現(xiàn)代大體積混凝土的振搗工作混亂，容易產(chǎn)生裂縫[2]。

2.3 外界溫度的變化

在大體積混凝土澆筑階段，外部溫度下降，大體積混凝土表層顯著降低。隨著溫差的增大，容易產(chǎn)生溫度應(yīng)力，從而產(chǎn)生相應(yīng)的裂紋。另外，水泥本身具有干燥快、強(qiáng)度高、熱容量大的特點(diǎn)。另外，大體積混凝土的搗實(shí)時(shí)間主要集中在夏季。在不澆水養(yǎng)護(hù)的情況下，也會(huì)發(fā)生高溫蒸發(fā)，大量失水后，造成大體積混凝土中水泥的快速開裂。

2.4 大體積混凝土承重結(jié)構(gòu)布設(shè)原因

由于大體積混凝土的重量大，施工規(guī)模大，受力大，為支撐大體積混凝土的重量，必須保證板底支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，并進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，以保證安全。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)承重結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和沉降應(yīng)制定專項(xiàng)方案，并進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)算。如果沒有專門的設(shè)計(jì)和計(jì)算，大體積混凝土的應(yīng)力將不會(huì)因板的不均勻沉降而釋放，從而導(dǎo)致混凝土中出現(xiàn)連續(xù)裂縫。此外，這些裂縫會(huì)在混凝土最終凝固前出現(xiàn)，其強(qiáng)度不足以產(chǎn)生阻力。

3 大體積混凝土裂縫的有效控制措施

3.1 大體積混凝土進(jìn)行科學(xué)合理配比

為了減少大體積混凝土的裂縫，有必要對(duì)大體積混凝土進(jìn)行科學(xué)配比。在配置過程中，應(yīng)大幅度提高大體積混凝土的和易性、滲透性和抗離析性。在大體積混凝土中摻入一定量的粉煤灰或鋼渣，可有效提高大體積混凝土的滲透性，減少滲漏現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 加強(qiáng)混凝土澆筑工藝

針對(duì)大體積混凝土的澆筑工藝。為實(shí)現(xiàn)一次性澆筑，施工單位應(yīng)引進(jìn)相應(yīng)的設(shè)備，如混凝土攤鋪機(jī)等，通過機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，可有效提高大體積混凝土澆筑的效率和平衡性。另外，在實(shí)際澆筑作業(yè)中，可采用分層澆筑法和前后澆筑法，以滿足大體積混凝土澆筑作業(yè)的需要。分層澆筑法是根據(jù)大體積混凝土澆筑厚度的要求進(jìn)行的[3]。

它分為幾個(gè)階段，每個(gè)階段需要完成混凝土層的相應(yīng)厚度，直到達(dá)到整體厚度位置。這種方法有利于混凝土的整體質(zhì)量，避免了裂縫的產(chǎn)生，因?yàn)榈谝粷仓涌梢蕴崆肮袒?，從而可以將第一澆筑層提起，從而避免了澆筑層受?yīng)力的影響，施工管理中只需進(jìn)行第一次澆筑。分層管理可以降低大體積混凝土澆筑的施工難度，前后澆法是采用兩臺(tái)設(shè)備依次兩行澆筑。這種方法不僅有利于大體積混凝土的施工效率，而且能有效地防止混凝土裂縫的產(chǎn)生。

3.3 控制混凝土溫升

選擇水化熱較低的水泥，以降低水化熱和混凝土溫升。（2）采用連續(xù)級(jí)配粗集料配制混凝土，可降低混凝土耗水量和水泥用量，抗壓強(qiáng)度高。粗集料主要為5-40mm礫石，細(xì)集料應(yīng)為粗砂。（3）混凝土中摻入復(fù)合摻合料和粉煤灰，降低了混凝土的耗水量和水泥用量，進(jìn)一步降低了混凝土的水化熱，降低了混凝土的收縮率，提高了混凝土的性能。（4）合理控制澆注溫度，建議最高澆注混凝土溫度控制在40℃以下。

3.4 加強(qiáng)混凝土進(jìn)行有效地施工監(jiān)測(cè)

在混凝土管理過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土溫度、和易性、坍縮收縮變形數(shù)據(jù)的有效檢測(cè)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)反饋到施工現(xiàn)場(chǎng)，確保施工順利進(jìn)行。管理者應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土抗裂性的研究和管理，建立完善的管理體系，加強(qiáng)對(duì)混凝土施工的控制。加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，從根本上減少裂縫的發(fā)生。

4 結(jié)語

在施工過程中，大體積混凝土的裂縫控制實(shí)際上是一個(gè)比較系統(tǒng)和全面的工程。因此，在實(shí)際施工中，要根據(jù)工程的實(shí)際需要和實(shí)際情況，采取科學(xué)技術(shù)措施進(jìn)行控制。從設(shè)計(jì)、材料、施工等方面入手，嚴(yán)格控制大體積混凝土施工過程中的裂縫，達(dá)到施工效果。