大體積混凝土抗裂施工技術(shù)淺析

摘要：大體積砼工程在現(xiàn)實(shí)建筑工程施工中越來越多，為確保大體積混凝土施工質(zhì)量，既要滿足強(qiáng)度等級、抗?jié)B要求，還要嚴(yán)格控制混凝土在硬化過程中水化熱引起的內(nèi)外溫差，防止因溫度應(yīng)力而造成混凝土產(chǎn)生裂縫。現(xiàn)以實(shí)例分析大體積施工中采取的措施。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土 抗裂施工方法

現(xiàn)在的建筑工程施工中，大體積工程越來越多，為確保大體積混凝土施工質(zhì)量，除了要滿足強(qiáng)度等級、抗?jié)B要求外，還要嚴(yán)格控制混凝土在硬化過程中水化熱引起的內(nèi)外溫差，防止因溫度應(yīng)力而造成混凝土產(chǎn)生裂縫。以中國石油哈爾濱石化分公司60萬噸/年連續(xù)重整-80萬噸/年中壓加氫改質(zhì)聯(lián)合裝置中四合一爐基礎(chǔ)為例，該基礎(chǔ)長30.3m，寬13.0m，高（厚）度1.3m，混凝土512.07m3，表面積506.48m2。為保證大體積混凝土施工質(zhì)量，主要在以下六個(gè)方面采取了措施：①材料要求和配合比設(shè)計(jì)；②分層分塊澆搗措施；③混凝土的攪拌、運(yùn)輸和澆筑方案；④混凝土降溫措施；⑤混凝土的測溫措施；⑥養(yǎng)護(hù)措施。

1 材料要求和配合比設(shè)計(jì)

1.1 水泥：優(yōu)先采用低強(qiáng)度水泥，水泥含堿量應(yīng)小于0.6%，此外，應(yīng)進(jìn)行水化熱檢驗(yàn)，7d水化熱不宜大于250KJ/Kg。

1.2 骨料：粗骨料應(yīng)采取連續(xù)級配或合理的摻配比例，含泥量不得大于1%，泥塊含量不得大于0.25%；細(xì)骨料選用粗砂或中砂，含泥量不得大于1%，泥塊含量不得大于0.5%。

1.3 摻合料：優(yōu)先采用粉煤灰，因其耐久性，更能有效降低每立方米砼中的水泥用量。

1.4 膨脹劑：摻入適量膨脹劑，它能對砼起補(bǔ)償收縮作用，減少砼的溫度應(yīng)力，但含堿量不應(yīng)大于0.75%。

1.5 外加劑：選用低收縮率的外加劑，應(yīng)有7d、28d收縮率試驗(yàn)報(bào)告，任何齡期砼的收縮率均不得大于基準(zhǔn)砼的收縮率、外加劑每立方米砼帶入堿量不得超過1Kg，選用高效的緩凝劑和減水劑，減少水泥用量，推遲水化熱的峰值期。優(yōu)選材料，控制混凝土澆筑溫度。

2 分層、分塊澆搗措施

2.1 全面分層：即在第一層全面澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層，此時(shí)應(yīng)使第一層混凝土還未初凝，如此逐層連續(xù)澆筑，直至完工為止。采用這種方法，適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸不宜太大，施工時(shí)從短邊開始，沿長邊推進(jìn)比較合適。

2.2 分段分層：混凝土澆筑時(shí)，先從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多，所以澆筑到頂后，第一層末端的混凝土還未初疑，又可以從第二段依次分層澆筑。這種方法適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少，結(jié)構(gòu)物厚度不太大，面積或長度較大的工程。

2.3 斜面分層：要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長度大大超過厚度3倍的情況。混凝土澆筑層下端開始逐漸上移。混凝土的振搗也要適用斜面分層澆筑工藝，一般在每個(gè)斜面層的上、下各布置一道振動(dòng)器。上面的一道布置在混凝土卸料處，保證上部混凝土的搗實(shí)；下面的一道振動(dòng)器布置在近坡腳處，確保下部混凝土密實(shí)。隨著混凝土澆筑的向前推進(jìn)，振動(dòng)器也相應(yīng)跟上。

2.4 厚1.0mm內(nèi)砼宜采用平推澆筑法，同一坡度，薄層循序推進(jìn)依次澆筑到頂，厚1.0mm以上宜分層澆筑，每一澆筑層采用平推澆筑法，厚度超過2m時(shí)，可考慮留置水平施工縫。

3 混凝土的攪拌、運(yùn)輸和澆筑方案

設(shè)置后澆縫，當(dāng)大體積砼平面尺寸過大時(shí)，可適當(dāng)設(shè)置后澆縫，以減少外約束力和溫度應(yīng)力，同時(shí)利于散熱，降低砼內(nèi)部溫度。保證混凝土澆筑質(zhì)量。澆筑采用“一個(gè)坡度、層層澆筑、一次到頂”的方針。根據(jù)混凝土泵送時(shí)形成的坡度，在上層與下層布置兩道振搗點(diǎn)。第一道布置在混凝土卸料點(diǎn)，主要解決上部振實(shí)；第二道布置在混凝土坡角處，確保下部混凝土的密實(shí)。先振搗料口處混凝土，以形成自然流淌坡度，然后全面振搗。為提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)裂縫，減少內(nèi)部微裂，提高混凝土密實(shí)度，還采取二次振搗法。在振搗棒撥出時(shí)混凝土仍能自行閉合而不會(huì)在混凝土中留孔洞，這時(shí)是施加二次振搗的合適時(shí)機(jī)。由于泵送混凝土表面水泥較厚，在澆筑兩小時(shí)至6小時(shí)后，先用長刮尺按標(biāo)高刮平，然后用木抹反復(fù)搓壓數(shù)遍，使其表面密實(shí)，在初凝前用鐵板壓光。既能較好地控制混凝土表面龜裂，又能減少混凝土表面水分散發(fā)。盡量縮短混凝土的運(yùn)輸時(shí)間，合理安排澆筑順序，及時(shí)卸料；在澆筑前，用水沖洗模板降溫；泵管用麻布包裹，以防日光暴曬升溫。

4 混凝土降溫措施

常見的方法有導(dǎo)溫管加冷卻水循環(huán)方法來降低砼內(nèi)部溫度。

5 混凝土的測溫措施

測溫工作在混凝土澆筑完畢后開始進(jìn)行，測溫頻率按持續(xù)28天考慮。具體安排是：前三天，每兩小時(shí)測溫1次；4天至8天，每4小時(shí)測溫1次；9天至15天，每6小時(shí)測溫1次；16天至20天，每12小時(shí)測溫1次；21天至28天，每24小時(shí)測溫1次。從測溫曲線圖中可以看出，基礎(chǔ)混凝土澆筑后，中心最高溫度發(fā)生在第四天，最高溫度55.1攝氏度。混凝土中心與表面溫度升降基本同步上升，在前10天溫差始終保持在8攝氏度至12攝氏度左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于不安全溫差25攝氏度，后18 天溫差保持在3攝氏度左右，說明溫差控制理想。

6 混凝土養(yǎng)護(hù)措施

6.1 養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。

為保證新澆砼有適宜的硬化條件，防止早期干縮產(chǎn)生裂縫，大體積砼澆筑完畢后，要加以覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù)，普通硅酸鹽水泥拌制的砼不得少于14天；其它水泥不少于21天。養(yǎng)護(hù)方法分降溫法和保溫法，夏季施工時(shí)一般可使用草袋覆蓋、灑水、蓄水養(yǎng)護(hù)或噴刷養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)；冬季施工時(shí)，由于環(huán)境氣溫較低，一般可利用保溫材料提高新澆筑砼表面和四周溫度，減少砼的內(nèi)外溫差。

6.2 在混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)

6.2.1 為了掌握大體積砼的溫升和降溫的變化規(guī)律以及各種材料在各種條件下的溫度影響，需要對砼進(jìn)行溫度監(jiān)測控制。測溫可采用埋鋼管和采用測溫裝置等方法。

6.2.2 經(jīng)測溫如觀測到砼內(nèi)部最高溫度與大氣溫度之差超過規(guī)定極限值時(shí)，要立即采取降溫措施，降低砼內(nèi)部溫度，控制砼內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生，加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)及測溫工作。為防止混凝土內(nèi)外溫差過大，造成溫度應(yīng)力大于同期混凝土抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的施工情況和環(huán)境氣溫，采用了“蓄水法”進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。具體做法是：先在混凝土表面覆蓋雙層麻袋，澆水濕潤。待混凝土初凝后，在基礎(chǔ)周圍砌擋水，蓄水深10cm，養(yǎng)護(hù)28天。為及時(shí)掌握混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度的變化值，在基礎(chǔ)內(nèi)埋設(shè)測溫點(diǎn)20個(gè)，深度分別設(shè)在板中及距表面10cm處，分別測量中心最高溫度和表面溫度，測溫管均露出混凝土表面12cm。

該工程基礎(chǔ)底板混凝土養(yǎng)護(hù)期滿后，通過檢查，混凝土質(zhì)量良好，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)溫度裂縫，可見我們采取的措施起到了良好效果。