淺談大體積砼溫差裂縫

鄭 鋒

（贛州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督管理站 江西 贛州 341000）

贛州市水南新區(qū)貢江豪園3#樓工程地下室是個(gè)人防工程，地下室面積2300m2，筏板基礎(chǔ)，底板厚度250cm，整個(gè)筏板基礎(chǔ)砼用量達(dá)5700m3，是典型的大體積砼工程，然而筏板基礎(chǔ)驗(yàn)收的初期，卻發(fā)現(xiàn)了個(gè)別板塊的中內(nèi)有溫差裂縫，情況非常令人不安。根據(jù)此次事故，結(jié)合本人是常工作中大體積砼溫差裂縫處理經(jīng)驗(yàn)，理論工程實(shí)際，整理如下：

1 大體積砼溫差裂縫分析

大體積砼結(jié)構(gòu)厚，體積大，鋼筋密，砼數(shù)量多，工程條件復(fù)雜，施工技術(shù)要求高等特點(diǎn)。由于大體積砼截面尺寸較大，砼導(dǎo)熱性能較差，水泥在水化反應(yīng)過(guò)程中釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫差變化和砼收縮性的共同作用會(huì)產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力在砼內(nèi)部不平衡分布時(shí)，就要給結(jié)構(gòu)構(gòu)件帶來(lái)危害，充分認(rèn)識(shí)溫度應(yīng)力的重要作用?？刂茰囟葢?yīng)力和溫度形變，最控制構(gòu)件裂縫的產(chǎn)生是大體積砼結(jié)構(gòu)施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。

2 水泥品種選擇和用量控制

2.1 選用中熱或低熱的水泥品種。

砼升溫的熱源是水泥水化熱，選用中低熱的水泥的呂種是控制砼溫知的最基本方法。如選用42.5級(jí)的礦渣硅酸鹽水泥（其301的水化熱為180KJ/kg）就此選用42.5級(jí)的普通砼酸鹽水泥（其中3d的水化熱為250 KJ/kg）的效果好得多。

2.2 充分利用砼的后期強(qiáng)度

試驗(yàn)表明，每立方米砼的水泥用量，第增減10 kg，水化熱將使砼的溫度相應(yīng)升降1度。因此在滿足砼強(qiáng)度和耐久性的前提下，盡量減少水泥用量，嚴(yán)格控制每立方米砼用不超過(guò)400 kg，結(jié)構(gòu)工程中的大體積砼大多采用礦渣硅酸鹽水泥，其混合材料活性氧化硅，活性氧化鋁與氫氧化鈣，石膏的作用在常溫下進(jìn)行緩慢，早期強(qiáng)度低，后期由于化砼酸鈣凝膠數(shù)量增多，使水泥石強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，對(duì)利用后期強(qiáng)度非常有利。

3 摻加外加劑

砼中摻入適應(yīng)的外加劑，可改善砼的特性。如在砼中摻入一定量的粉煤灰后除了粉煤灰來(lái)自的火山灰活性作用。在生產(chǎn)砼酸鹽凝膠作為膠凝材料的一部分起增強(qiáng)作用外。砼用水量不變的條件下，由于粉煤灰顆粒點(diǎn)球狀，并且有滾珠效應(yīng)。可以起到改善砼和易性能效能。若保持砼拌和物原有流動(dòng)性不變則可以減少用水量，起到減少效果。從而提高砼的密實(shí)性和強(qiáng)度，摻入適量的粉煤灰還在大大改善砼的可泵性，降低砼的水化熱。

4 骨料的選擇

4.1 粗骨料的選擇

大體積砼宜優(yōu)先采用以自然的粗骨料配制，這樣砼是有較好的和易性，較少的用水量和水泥用量，以及較高的抗壓強(qiáng)度。根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大，級(jí)配良好的石子，檢測(cè)表明采用5—40mm石子，此采用5—25mm石子，每立方米砼可減少水量20—25kg砼溫升可降低2—3度。但骨料粒徑也不可盲目選大的，否則容易引起砼的離析，影響砼的質(zhì)量，必須遵循優(yōu)化級(jí)配級(jí)計(jì)，并在施工中加強(qiáng)攪拌，澆筑和振搗等工作。

4.2 細(xì)骨料的選擇

大量實(shí)驗(yàn)證明，采用中粗砂比采用細(xì)砂每立米砼可減少水泥用量30kg左右，減少用水量20kg左右，這樣就控制了水灰比，從而降低了砼的溫升和減少了砼的收縮。

骨料的質(zhì)量直接關(guān)系到砼質(zhì)量，所以骨料不應(yīng)含泥率過(guò)大，骨料含泥率對(duì)砼強(qiáng)度、干縮、徐變、抗?jié)B、抗磨和易性等都產(chǎn)生不利影響，引起砼開(kāi)裂 ，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，石子含泥量控制應(yīng)不大于1%，砂的含泥量控制在不大于2%。

5 重視砼養(yǎng)護(hù)，延緩砼降溫時(shí)間

大體積澆筑后，要注意砼表面保溫，保溫的養(yǎng)護(hù)，①可減少砼內(nèi)外溫差，防止表面裂縫；②防止砼局部過(guò)冷，避免產(chǎn)生穿性裂縫；③延緩砼的冷卻速度，以減小新老砼的上下層約束。采取砼養(yǎng)護(hù)措施，可減小砼內(nèi)外溫差，發(fā)揮“綜變特性”降低溫度應(yīng)力，防止砼裂縫，可以使水泥均衡水化，提高砼自身抗拉能力。

6 改善邊界約束，控制砼裂縫的產(chǎn)生

正常情況下，在孔洞周圍，變斷面轉(zhuǎn)角部位等，由于砼硬化過(guò)程溫度會(huì)使砼內(nèi)部應(yīng)力重分布，可能產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致砼開(kāi)裂。因此可設(shè)置構(gòu)造或配設(shè)鋼筋網(wǎng)片，加強(qiáng)砼應(yīng)力集中部位的抗裂能力。

6.1 設(shè)置“后澆帶”

增設(shè)“后澆帶”分段澆筑是通常使用的一種施工方法，將結(jié)構(gòu)施工分成若干段，在各部砼結(jié)構(gòu)在“后澆帶”外受力抗對(duì)穩(wěn)定性時(shí)，再將后澆帶澆筑，規(guī)范規(guī)定“后澆帶”變度800—1000mm，其砼強(qiáng)度等級(jí)不低于原結(jié)構(gòu)，養(yǎng)護(hù)不少于14d。

6.2 用配筋改善砼抗裂能力

當(dāng)砼墻板厚度為400—600mm時(shí)，采取增加配構(gòu)造鋼筋，使構(gòu)造筋起到抵抗溫差應(yīng)力集中，提高大體積砼面層，抗表面降溫和平縮產(chǎn)生裂縫的能力。

7 加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作

在大體積砼澆搗時(shí)，設(shè)置測(cè)溫點(diǎn)，用導(dǎo)熱性較好的鋼筋插入底板測(cè)量砼溫度時(shí)測(cè)溫表同外界氣溫隔離，測(cè)溫表留在測(cè)溫孔內(nèi)時(shí)間不少于3mm，由此控制砼本身內(nèi)外溫度差在25℃以內(nèi)，同時(shí)在大體積砼內(nèi)布排柵欄狀管網(wǎng)，用多個(gè)進(jìn)出水閥門控制平衡砼內(nèi)外溫差，以降低溫度應(yīng)力的影響。

8 結(jié)語(yǔ)

大體積砼在工程實(shí)際中越來(lái)越普通，大體積砼溫差裂縫的控制工作是及重要的施工環(huán)節(jié)。摻加外加劑如木質(zhì)素磺酸鈣，控制砼出機(jī)溫度和澆筑溫度，在砼邊界設(shè)置滑動(dòng)層或石結(jié)構(gòu)，表面設(shè)置應(yīng)力緩和溝槽能達(dá)到控制溫度裂縫的措施。但裂縫的產(chǎn)生是復(fù)雜的效應(yīng)的措施，也不足孤立的，相互聯(lián)系，相互制約。施工中必須切言實(shí)際。全面考慮，合理采用。最終目標(biāo)能最大陰謀地控制大體積砼裂縫的產(chǎn)生，使得工程保質(zhì)保量近期完工。