混凝土面板裂縫的施工控制

□朱聽(tīng)義（河南省水利第一工程局）

混凝土面板裂縫的施工控制

□朱聽(tīng)義（河南省水利第一工程局）

裂縫是面板混凝土常出現(xiàn)的一種缺陷，面板混凝土裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展將影響大壩的耐久性和正常使用。原材料的合理選擇，合理的施工控制措施，可有效地減少和避免面板混凝土裂縫的出現(xiàn)。Ⅱ期及以后澆筑的混凝土面板，經(jīng)逐塊排查，未出現(xiàn)裂縫，取得了良好的效果。

裂縫；施工控制；混凝土

一、引言

瑪迦應(yīng)急補(bǔ)源工程，屬大（2）型水庫(kù)，漿砌石面板壩，面板厚度2.0～1.2m，設(shè)計(jì)分倉(cāng)尺寸長(zhǎng)9.0m、高4.0m。面板混凝土澆筑根據(jù)施工進(jìn)度安排分十期澆完，一期面板混凝土于2008年9至10月份之間先期分倉(cāng)澆筑完畢，2009年3月發(fā)現(xiàn)面板出現(xiàn)了基本上垂直于長(zhǎng)邊的裂縫，裂縫寬度0.05～0.1mm，5月再次排查，裂縫寬度在0.15～0.2mm之間，且經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)多屬貫穿性裂縫。為此停止了面板混凝土澆筑，會(huì)商裂縫產(chǎn)生的原因。根據(jù)裂縫特征分析，認(rèn)為面板混凝土裂縫屬環(huán)境溫差變化引起的冷縮裂縫，提出了以“減少水化熱、內(nèi)外溫差，抗縮防裂”為原則的裂縫控制措施，加強(qiáng)對(duì)混凝土原材料的控制和混凝土施工工藝控制，進(jìn)行施工配合比優(yōu)化。

二、材料要求

（一）水泥的選擇

依據(jù)收縮機(jī)理，水泥石的收縮與其相組成及水化相的孔隙結(jié)構(gòu)、水的表面張力有關(guān)，可能與之相關(guān)的水泥技術(shù)性質(zhì)包括強(qiáng)度等級(jí)、細(xì)度、堿含量和礦物組成等，這些因素同樣對(duì)混凝土的抗拉強(qiáng)度、變形模量等力學(xué)性能產(chǎn)生影響。對(duì)水泥的選擇應(yīng)以細(xì)度、堿含量為控制重點(diǎn)。若水泥過(guò)細(xì)，比表面積大，水泥水化速度迅速，早期水化過(guò)高；若水泥中堿含量高，則K+、Na+離子增多，增大了液相的表面張力，導(dǎo)致水泥石收縮顯著增大。因此，要選擇低堿水泥，使水泥中堿含量＜0.6%。經(jīng)過(guò)篩選，選擇工程附近水泥廠家生產(chǎn)的P.O 42.5級(jí)水泥，實(shí)測(cè)堿含量0.56%，質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 P.O 42.5級(jí)水泥質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果表

（二）摻合料的選擇

粉煤灰作為傳統(tǒng)的混凝土摻和料，由于它具有活性效應(yīng)、形狀效應(yīng)、填充效應(yīng)，在混凝土中加入一定量的Ⅰ級(jí)或Ⅱ級(jí)粉煤灰，不僅可以部分取代水泥，降低水泥水化熱，提高后期強(qiáng)度，而且可以改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土抗?jié)B性能。選擇Ⅰ級(jí)F類粉煤灰，通過(guò)平板抗裂試驗(yàn)，摻量為25%，實(shí)測(cè)堿含量1.2%。平板抗裂試驗(yàn)結(jié)果及粉煤灰質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

表2 粉煤灰摻量對(duì)水泥石開(kāi)裂性能的影響表

表3 粉煤灰質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果表

（三）外加劑的選擇

為減緩澆筑速度，有利于散熱，改善混凝土和易性，減少單位用水量和水泥用量，采用MS型緩凝減水劑；為提高面板混凝土抗裂防水性能，摻入6%的SJM-3型抗裂防滲增強(qiáng)劑。外加劑的質(zhì)量品質(zhì)符合GB8076-2008《混凝土外加劑》標(biāo)準(zhǔn)要求。

（四）細(xì)骨料的選擇

嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定的砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，控制砂的細(xì)度模數(shù)、含泥量和泥塊含量。由于砂中含泥過(guò)多，會(huì)增加混凝土的用水量，同時(shí)對(duì)混凝土有干濕體積變化的破壞作用。面板混凝土用砂宜選用含泥量＜1.5%，泥塊含量＜0.5%的中砂。工程用砂為當(dāng)?shù)睾哟查_(kāi)采的天然砂卵石，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)篩分得到天然砂，實(shí)測(cè)含泥量1.2%，泥塊含量0.2%，細(xì)度模數(shù)2.70。

（五）粗骨料的選擇

面板混凝土用粗骨料宜選擇孔隙率小，級(jí)配良好的粗骨料。根據(jù)面板截面尺寸、配筋的疏密等，粗骨料選擇二級(jí)配，并通過(guò)振密試驗(yàn)選擇緊密密度最大的級(jí)配為最佳級(jí)配，二級(jí)配最佳級(jí)配為：（5～20mm:20～40mm）4:6。 工程用粗骨料為當(dāng)?shù)睾哟蔡烊簧奥咽?jīng)過(guò)篩分得的天然卵石，中徑篩余50%，含泥量0.2%。

三、混凝土配合比的優(yōu)化選擇

混凝土施工配合比根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，盡可能使坍落度最小，單位用水量少，水灰比小，并通過(guò)試拌優(yōu)化確定。面板混凝土施工配合比見(jiàn)表4，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表4 面板混凝土C25W 6F150配合比表

表5 C25W 6F150配合比試驗(yàn)結(jié)果表

由表5可看出，混凝土施工配合比的抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B和抗凍性能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。

四、混凝土拌合、運(yùn)輸系統(tǒng)

砂石系統(tǒng)所有輸送骨料的帶機(jī)和成品料倉(cāng)全部加蓋遮陽(yáng)板，避免陽(yáng)光直接照射，同時(shí)也起到遮雨作用。成品骨料堆高，確保取料從料倉(cāng)底出料，避免從料倉(cāng)表面取料。

拌合樓料倉(cāng)內(nèi)四周全部安裝保溫材料，確保料倉(cāng)內(nèi)的風(fēng)冷骨料不致冷損失；樓內(nèi)料倉(cāng)骨料進(jìn)行風(fēng)冷，確保拌合混凝土出機(jī)口溫低于 17～18℃。

用于運(yùn)輸混凝土的車廂全部加設(shè)活動(dòng)遮蓋，避免陽(yáng)光直接照射車內(nèi)混凝土，同時(shí)加強(qiáng)道路維護(hù)和運(yùn)輸管理，加快混凝土運(yùn)輸，減少混凝土運(yùn)輸過(guò)程中的溫度回升。

五、混凝土的澆注

面板混凝土澆注采用“跳倉(cāng)法”分層澆注，以便加快水泥水化熱量散發(fā)。在澆注前將與混凝土相接觸的模板、鋼筋混凝土、壩體漿砌石體等處充分澆水濕潤(rùn)降溫，必要時(shí)采用遮陽(yáng)擋風(fēng)簡(jiǎn)易裝置，以免高溫干燥影響。混凝土入倉(cāng)澆注溫度應(yīng)嚴(yán)格控制，入倉(cāng)溫度不得高于25℃。分層澆注時(shí)，每層澆注厚度不超過(guò)500mm，并應(yīng)在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆筑完畢，否則，層與層將存有較強(qiáng)的內(nèi)約束作用，影響混凝土的整體性。采用振搗棒振搗時(shí)，應(yīng)做到“快插慢拔”，插點(diǎn)應(yīng)均勻，不應(yīng)大于振搗棒作用半徑的1.5倍，插入下層混凝土的深度不＜5cm，時(shí)間控制在15～30s，避免過(guò)振。

六、混凝土倉(cāng)內(nèi)溫控措施

（一）保溫覆蓋

在倉(cāng)內(nèi)當(dāng)陽(yáng)光直射強(qiáng)烈或大風(fēng)時(shí)，混凝土隨到隨時(shí)入倉(cāng)隨時(shí)攤鋪、振搗，并隨時(shí)用保溫材料進(jìn)行覆蓋，覆蓋時(shí)采用搭接方式。

（二）避開(kāi)高溫時(shí)段

在高溫季節(jié)進(jìn)行混凝土澆注時(shí)，充分利用夜間低溫時(shí)段澆注，以避開(kāi)白天陽(yáng)光直射時(shí)的高溫。

七、混凝土的養(yǎng)護(hù)

沿壩體軸線方向設(shè)置移動(dòng)式或固定式淋水噴頭進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28d。養(yǎng)護(hù)期間，將模板外側(cè)噴水，以降低其溫度；養(yǎng)護(hù)拆模后，用覆蓋物覆蓋重新暴露的混凝土表面，繼續(xù)噴水養(yǎng)護(hù)，以保持混凝土具有足夠的濕潤(rùn)狀態(tài)。

2011-05-09