大體積混凝土裂縫的施工控制技術應用

陳志勇

【摘要】:混凝土構造的截面尺寸達1m以上，就可以認為構造是大體積混凝土。大體積混凝土的構造在凝聚硬化時出于水泥水化熱及體積收縮等緣故，都可能引起混凝土出現裂縫。

【關鍵詞】:大體積混凝土；縫隙控制；施工技術

1、混凝土產生裂縫的原因分析

大體積混凝土在硬化期間，原于結構斷面大、水泥用量多、水泥水化時緩解的水化熱在混凝土內部和表面產生較大的溫差，從而變為較復雜的膨脹或收縮應力，導致混凝土產生裂縫。另外，當混凝土中多余水分蒸發時，會引起混凝土體積的收縮(干縮)，這種收縮也會使混凝土產生裂縫。

1. 1、溫度裂縫:

混凝土澆注后,水泥水化熱較大，使混凝土溫度上升。當聚集在混凝土內部的水泥水化熱不易散發時，混凝土內部溫度明顯升高。而混凝土表面通常散熱較快，形成內外溫差，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力，當拉應力超過混凝土抗拉強度時，混凝土就會產生裂縫。

1. 2、干縮裂縫:

混凝土坍落度較大，含水量較大，混凝土中約20%的水分是水泥水化所必要的，尚有剩余的游離水分要蒸發，在混凝土中的多余水分蒸發時，就會引發體積干縮，因為遭受到地基或邊界條件的束縛，這種收縮轉換會在混凝土結構內部產生較大的收縮應力，當拉應力超出混凝土抗拉強度時，混凝土就會產生裂縫。

由于混凝土因溫差和干縮會產生表面裂縫和深層裂縫甚至貫穿裂縫，給工程帶來極大危害，直接影響結構的安全性能和抗滲性能，因此在施工中采取可靠、有效的預防控制措施是極為關鍵的。

2、控制溫度和收縮裂縫的技術措施

預防溫度收縮裂縫的核心在于掌控混凝土溫升，保證延長混凝土降溫速度，增強養護，降低混凝土收縮，改善混凝土極限延伸植。應在大體積混凝土結構施工過程中進行溫度監控。

2. 1、控制混凝土溫升

運用水泥品種應是低水化熱水泥，如礦渣硅酸鹽水泥。外加劑摻合料：可選用復合型外加劑及粉煤灰，以降低水泥的用量，改進混凝土和易性及可靠性，延伸遲緩時間。

骨料選擇：規范自然連續級配粗骨料配制混凝土，可選用5mm～40mm的碎石，降低混凝土的收縮，含泥量<1%,骨料中針片狀顆粒含量<10%。細骨料的選用中粗砂，含泥量<2%，這樣就可降低用水量。

控制混凝土入模溫度,主要降低水泥、骨料和水等原材料的溫度,從而控制拌合物澆筑溫度≯25℃。

自然分層,連續澆筑。

2. 2、延緩混凝土降溫速度

大體積混凝土澆筑后，為了盡量降低升溫階段內外溫差，預防出現裂縫，故此應給予合適的保溫和保濕養護。在潮濕條件下也可避免混凝土表面因水分分散而產生的干縮裂縫，使水泥順利進行水化，改善混凝土極限抗拉強度。對混凝土開展保溫、保濕養護，可使混凝土水化熱降溫速度延長，降低混凝土的內外溫差，預防產生較大的溫差裂縫。

2. 3、減少混凝土體積收縮，提高混凝土的極限拉伸強度。

(1)混凝土配合比：采用泵送混凝土,砂率≯0.45，在滿足可泵送性的前提下，應盡量降低砂率。粗骨料中針片狀顆粒含量≯10%，中砂通過0. 315mm篩孔的砂≮15%。泵送混凝土宜摻適量粉煤灰，坍落度在滿足泵送的條件下盡量選小值，以減少收縮變形。

(2)混凝土施工：選用自然分層的持續澆筑不出冷縫。對混凝土表面均撒5mm～25mm的碎石，實行二次抹面，終凝前人工實行二次抹壓收面，以降低混凝土表面的收縮裂縫。

2. 4、施工監控工作。

為了掌控大體積混凝土水化熱早就不同深度處溫度場的變化規律，在大體積混凝土中布設測溫點，及時檢測混凝土內部的溫度變換情況，以便隨時采取有效方法，掌控溫差,進而保證混凝土施工質量。

3、工程實踐

我單位承建的南通百安宜家大廈工程,基礎底板厚1. 4m,屬大體積混凝土。此基礎底板長147. 6m，寬56. 8m，在中間位置擬定橫向兩道、縱向一道寬各1m的后澆帶，混凝土等級C40，抗滲等級P6，混凝土澆筑量11800m3，選用預拌泵送的混凝土施工方案。

此工程在施工中采取了多項措施，基礎底板施工結束后，沒有出現裂縫情況，保證了基礎工程的安全性能和抗滲性能。

3.1、根據本工程基礎混凝土的特點，對混凝土的配置采取了如下的措施:

(1)采用低水化熱的42. 5級的礦渣硅酸鹽水泥，每立方米混凝土中水泥用量≯380kg。

(2)細骨料使用中砂，要求通過0. 315mm篩孔的砂≮15%,含泥量<2%。

(3)粗骨料采用級配良好的5mm～30mm的碎石，要求石子中針片狀顆粒含量≯15%，并控制粗骨料中的含泥量小于1%。

(4)泵送混凝土砂率為40%，水膠比為0. 36。

(5)在拌制混凝土時，摻入Ⅱ級粉煤灰，減少相應含量的水泥。取代水泥百分率為10%，以延緩水化反應，降低水化熱。

3. 2、混凝土配合比:

混凝土配合比

3. 3、底板混凝土施工方法

本工程采用現場攪拌混凝土，泵送入模，三班作業，連續施工，不留施工縫。混凝土泵管布設在基礎長度方向的中間，由左向右進行澆筑，澆筑寬度不大于5M,邊澆筑邊后退。

3. 4、混凝土的振搗

混凝土振搗時設置了三道振搗，第一道設立在混凝土的坡角，第二道設立在混凝土的坡中間，第三道設立在混凝土的坡頂。每道設置2臺振搗器,三道振搗相互配合，保證振搗覆蓋整個坡面。運用Φ50振搗棒振搗，振搗棒插入下層混凝土中的深度>50nm,振搗棒移動的間距以400mm左右為宜,振搗棒要快插慢拔，以混凝土面泛漿為宜。混凝土表面要用刮杠刮平，再撒5mm～25mm碎石，用木抹拍實抹平。

3. 5、混凝土的養護及測溫

混凝土的養護

混凝土澆注后的1小時內，表面立刻掩蓋一層塑料薄膜，再覆蓋三層棉氈和一層塑料膜，這樣不僅能有效的保溫，也能確保混凝土表面的濕度。遵循澆筑混凝土時實測的混凝土表面溫度和內部中心溫度，及時校正掩蓋保溫材料的層數。養護時間不低于14天。

混凝土測溫

混凝土測溫點按澆筑的先后順序在不同的區域和結構布置具有代表性的測溫點，可較早的掌握該工程基礎混凝土的溫度變化規律，以便及時采取溫度控制措施。本工程測溫點在距結構外邊緣2m處開始設置，每5m設置一個測溫點。

混凝土測溫管采用φ20的鋼管，其長度等于測溫處基礎混凝土的厚度，其底端封閉并焊接200mm長的鋼筋，在澆筑混凝土前豎向固定在測溫點處，底部(鋼筋端)放置于基礎墊層上，上部外露200mm,用塑料布或紙封閉上口，防止混凝土進入測溫管。測溫時，每個測溫點在豎向測3個厚度處的溫度,即距混凝土表面100mm處、混凝土中心處和距混凝土底面200mm處的溫度。測溫間隔:第1天—3天,為每2小時1次,第4天—7天，為每4小時1次，第8天—第14天，為每8小時1次，按測溫記錄繪制測溫曲線。經實測，發現混凝土內溫度在第4天達到峰值為45℃，此時混凝土表面溫度為22℃,溫差最大值為23℃，小于25℃。

3. 6、混凝土質量控制

本工程基本為C40、P6抗滲混凝土，不僅是大體積混凝土,而且有較高的抗滲需求，故此務必要實施以下措施，認真施工，才能確保不漏、不裂和不滲:

合理地判斷混凝土的原材料和最佳配合比，降低水化熱。

嚴厲克制混凝土的坍落度在16±2cm之間。

(3)開盤前,認真檢修施工機械、道路、照明、原材料和人員等,確保混凝土基礎底板一次連續澆筑完畢，不產生施工冷縫。

(4)專人擔負測溫和養護，實時保溫和保濕,保證混凝土的膨脹應力能抵收縮應力。

4、結束語

本工程因為在施工中采取了一系列的方法,有效的克制了住大體積基本混凝土裂縫的產生,才確保了工程的質量。經過長時間的觀察,未發現裂縫,基礎混凝土不漏、不裂和不滲,獲得了良好的經濟效益和社會效益。

經過本工程的實踐,對于大體積的混凝土,在施工中，只有多統計、多詮析，制定出全面的施工方案，采取切實有效的方法，并專注實行，大體積混凝土的裂縫是完全可以預防的。