淺談大體積混凝土防裂施工技術(shù)

劉萬軍

摘要：近年來，隨著城市化進程和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，我國在高層建筑、市政公用、水利大壩、橋梁基礎(chǔ)等工程中常常存在大體積混凝土施工，混凝土在硬化過程中，由于水化熱引起的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，使溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力發(fā)生劇烈變化，從而導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有害裂縫而產(chǎn)生滲漏治理難的問題，造成工程質(zhì)量和安全隱患。因此，防止大體積混凝土裂縫作為大體積混凝土施工的主要技術(shù)，對其進行不斷研究具有重要意義。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;防裂;施工技術(shù)

0引言

建筑工程中大體積混凝土澆筑施工是最為重要的環(huán)節(jié)，同時也是保證建筑工程穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵。只有做好大體積混凝土澆筑施工技術(shù)的把控，注重各方面的防控和管理，才能有效完善施工質(zhì)量，控制裂縫問題的出現(xiàn)。本文就對建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)進行分析探討，并給出組織管理方案，以切實的保障工程的質(zhì)量和安全。

1大體積混凝土的特點

（1）構(gòu)件厚大，配筋多，混凝土量大。大體積混凝土是結(jié)構(gòu)實體超長超大、最小尺寸在1.0m及以上、需一次性澆筑大量混凝土，且因構(gòu)件配筋粗、配筋密、振搗難度大、易產(chǎn)生裂縫。

（2）環(huán)境復雜，技術(shù)要求高。大體積混凝土施工需現(xiàn)場連續(xù)澆筑，往往不許留施工縫，不僅施工持續(xù)時間長、現(xiàn)場條件復雜，受環(huán)境影響大，而且還需混凝土既要具有良好的工作性能，又要滿足結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和安全性。

（3）水化熱大、易產(chǎn)生裂縫。澆筑后的混凝土產(chǎn)生的水化熱大，內(nèi)部溫度高，表面溫度低，內(nèi)外溫差大，形成較大溫度應(yīng)力，易導致發(fā)生有害裂縫。

（4）裂縫治理難。大體積混凝土的裂縫難以發(fā)現(xiàn)和檢測，如發(fā)生裂縫，難以修補，后果十分嚴重。

2大體積混凝土裂縫的主要類型及危害

2.1大體積混凝土裂縫的主要類型

2.1.1干縮變形裂縫

混凝土澆筑后處于塑性狀態(tài)時，因混凝土水化熱高，以及炎熱風大、蒸發(fā)過快引起產(chǎn)生的裂縫。其裂縫一般為不規(guī)則龜紋狀、或放射狀裂縫，以及每隔一段距離出現(xiàn)一條裂縫。

2.1.2溫度變形裂縫

混凝土在硬化中，釋放大量水化熱，使內(nèi)部升溫快而散熱慢、但表面散熱快而溫度低，導致內(nèi)外溫差大，產(chǎn)生內(nèi)脹外縮，當內(nèi)部壓應(yīng)力超過外部拉應(yīng)力時，易產(chǎn)生表面裂縫;在內(nèi)部逐漸散熱冷卻收縮時，由于接觸處受到約束，當拉應(yīng)力超過抗拉強度時，易產(chǎn)生貫穿性裂縫。其裂縫形狀、部位又因溫差大小、構(gòu)件類型、約束程度不同而存在較大差異，且隨時間變化，裂縫還會逐漸擴大加深，將嚴重破壞結(jié)構(gòu)整體性，對承載能力和安全極為不利。

2.1.3塑性坍落裂縫

多發(fā)生在初凝前的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由于骨料在自重作用下沿鋼筋方向逐漸下沉，混凝土被上方的鋼筋支頂，沿鋼筋表面產(chǎn)生順筋裂縫，使用流動性大或水灰比大的混凝土裂縫尤其嚴重。

2.2大體積混凝土裂縫的危害

（1）影響建筑物的功能。裂縫后產(chǎn)生的滲漏問題處理難，有時多次治漏，不但延誤了工期、增加了成本，而且降低了結(jié)構(gòu)使用功能。

（2）降低建筑結(jié)構(gòu)的剛度。貫穿性裂縫使結(jié)構(gòu)剛度降低，嚴重影響結(jié)構(gòu)正常發(fā)揮其設(shè)計功能。

（3）影響混凝土的耐久性。裂縫的出現(xiàn)使侵蝕介質(zhì)進入混凝土內(nèi)部，導致鋼筋銹蝕及混凝土腐蝕和碳化，使混凝土表面損壞且強度降低，對混凝土的耐久性影響甚大。

3大體積混凝土的裂縫防治

只有解決好混凝土內(nèi)外部溫度差的問題，才能解決好內(nèi)外部溫差過大的現(xiàn)象，從而解決溫度應(yīng)力的產(chǎn)生。溫度升高所需的熱量主要來源于混凝土初始溫度和水化熱產(chǎn)生的熱量，所以控制溫度可以從水泥本身性質(zhì)和入模溫度兩方面采取措施來防治裂縫。

3.1改善原材料

（1）水泥品種的選擇

選擇水泥類型時，優(yōu)先考慮水化熱率低的水泥，如粉煤灰質(zhì)或者抗硫酸鹽水泥。可降低水泥用量，用粉煤灰水泥，可減少水化熱量。

（2）粗細骨料的選擇

在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，粗細骨料的體積占比較大，一般可達到70%，所以，骨料的性質(zhì)，級配比對混凝土的性質(zhì)具有決定作用。選用粗骨料，減少水泥砂漿的使用。在配合比設(shè)計時，宜選用20mm左右的細碎石，含泥量應(yīng)當小于1%。

（3）摻合料的選用

設(shè)計混凝土配合比時，以少部分的粉煤灰代替部分水泥，這樣既可以減少水化熱，還可以改善其和易性。同時，也需要控制粉煤灰的摻量，過多的摻入會使早期極限抗拉強度降低，容易產(chǎn)生表面裂縫，在一般的生產(chǎn)實踐中，一般摻入15%的粉煤灰為宜。

3.2控制入模時的混凝土溫度

施工生產(chǎn)季節(jié)不同，混凝土的入模溫度不同。當外界環(huán)境溫度高時，可以選擇在傍晚時分施工，盡量保證澆筑時的初始溫度在28℃，冬季低溫季節(jié)，澆筑時的初始溫度不得高于4℃。解決好水泥澆筑的初始溫度，可以為后續(xù)控制溫度差提供很好的路徑?？刂迫肽囟?，可從以下步驟進行控制：

（1）降低攪拌用水的溫度。在高溫季節(jié)，可在攪拌水中添加適量的冰塊。

（2）控制沙石的材料溫度。在高溫季節(jié)，原材料不應(yīng)露天放置，應(yīng)置于防曬棚中。

（3）運輸前控制施工進度和需求，確?；炷恋倪B續(xù)供應(yīng)，并對運輸罐車進行保溫。

4大體積混凝土施工時的監(jiān)控

在進行混凝土施工時的溫度監(jiān)測時，要確定溫度控制的標準，如內(nèi)部最高溫度不大于45℃，內(nèi)外部的溫度差值不大于25℃，降溫梯度不超過3℃/d等目標。

4.1改善澆筑方案

在混凝土工程的施工前，應(yīng)當根據(jù)工程環(huán)境，制定合理的建筑方案。比如在冬季低溫施工期間，可選擇上午10：00后澆筑;澆筑混凝土時，當外界環(huán)境溫度高時，可以選在凌晨澆筑，澆筑時要注意分層且及時振搗。根據(jù)現(xiàn)場施工狀況，如果振搗后，混凝土的密實度達不到相關(guān)要求，此時應(yīng)二次振搗，同時采取二次抹面來保證表面的平順性。

4.2預(yù)埋冷凝水管降低高溫

在大體積混凝土的施工中，用水直接降溫，時間短且效率高，如在土體中埋設(shè)水管，通水降溫是一種直接、有效的手段。水管鋪設(shè)完成且土體澆筑后，可根據(jù)監(jiān)測到的混凝土內(nèi)部溫度，選擇合適的水溫，通水來降溫。在大型工程中，制定合理的冷卻水管降溫方案，結(jié)合監(jiān)測溫度結(jié)果，確定合適的水溫、流速的冷卻水特征。

4.3控制拆模時間

大體積混凝土的模板對土體有支撐和保溫作用，只有當混凝土體的強度達到相關(guān)的要求后，才能拆除。模板去除后，混凝土表面受到自重及自然環(huán)境的影響，產(chǎn)生較大應(yīng)力，從而產(chǎn)生表面裂縫。

4.4做好表面隔熱保護和養(yǎng)護

模板被拆除后，需要對混凝土進行覆蓋，達到隔熱保護和養(yǎng)護的效果，必要時進行暖棚法養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護可減少熱量的聚集或者散發(fā)，不斷縮小混凝土各不同區(qū)域的溫度差值，還可以減少混凝土表面微型收縮，起到美觀的效果。

結(jié)束語：大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工為我國建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展做出了巨大的貢獻，在我國建筑工程質(zhì)量發(fā)揮了重要的作用，是我國現(xiàn)代建筑施工技術(shù)的重要組成部分。大體積混凝土最容易出現(xiàn)的問題是混凝土開裂，嚴重影響建筑物結(jié)構(gòu)的安全性和使用性，因此，在進行大體積混凝土施工時，應(yīng)對水化熱、裂縫、泌水等質(zhì)量問題進行控制，保證澆筑技術(shù)、后澆帶的施工技術(shù)和做好保溫保濕的養(yǎng)護工作，以確證混凝土的質(zhì)量，提高建筑物的整體性和安全性。

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