談大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的綜合措施

張桂芳

(呂梁市建筑勘察設(shè)計院，山西呂梁 033000)

0 引言

鋼筋混凝土是兩種力學(xué)性能不同的材料，混凝土抗壓強度較高，抗拉強度則很低，鋼筋具有很高的抗拉強度，此裂縫控制問題是建筑工程中很重要的問題之一，也是施工單位最難控制最頭疼的一件事，施工難度大，這些裂縫對建筑物的美觀影響很大，嚴(yán)重影響建筑物的安全與耐久性，更會引起鋼筋腐蝕。因此如何解決這些混凝土裂縫的通病，是設(shè)計者和施工者都難解決的問題。結(jié)合實踐本文提出減少和控制裂縫的建議。

大體積混凝土結(jié)構(gòu)適用于高層建筑的地下室底板，大型設(shè)備基礎(chǔ)，構(gòu)筑物基礎(chǔ)等。由于這些結(jié)構(gòu)體積大混凝土產(chǎn)生裂縫機會多，所以對整體性的要求比較高，而有的工程要求一次性整體澆筑，不允許留施工縫。混凝土澆筑后，因水泥水化時會放出大量熱量，加之結(jié)構(gòu)體積較大，造成混凝土的熱量在內(nèi)部聚集，散發(fā)不出來，混凝土內(nèi)部和周圍大氣環(huán)境形成溫度差，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，這種絕熱升溫使混凝土產(chǎn)生裂縫。如何最大限度地降低熱量是解決問題的關(guān)鍵。因此，美國混凝土學(xué)會強調(diào)指出:“任何就地澆注的大體積混凝土，必須采取措施，解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大的限度減少開裂。”綜上所述，應(yīng)十分慎重地組織大體積混凝土的施工，以防止出現(xiàn)質(zhì)量事故，盡量防止裂縫產(chǎn)生。

1 降低澆筑溫度及硬化過程中混凝土溫度及濕度變形

溫度變形產(chǎn)生的原因很多，我僅在這里討論由于溫度和濕度變化而產(chǎn)生的混凝土的變形。當(dāng)升溫時或混凝土吸濕時體積膨脹，當(dāng)降溫時或混凝土失水時體積收縮。混凝土的濕度變形，混凝土中水分存在于孔隙中，這些孔隙分布在水泥石，骨料及骨料與水泥石之間和鋼筋與水泥石之間的交界處，此種水分蒸發(fā)將引起體積收縮。

1)對原材料進(jìn)行預(yù)冷卻。對混凝土原材料進(jìn)行預(yù)冷卻，不僅能降低混凝土的澆筑溫度，而且還能降低混凝土內(nèi)的最高溫度，并能把混凝土的最高溫度與穩(wěn)定溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)，有效地控制了混凝土內(nèi)的溫度變化，使混凝土不會因溫差產(chǎn)生裂縫。具體方法參照下列兩種:a.冷卻攪和水或摻冰屑。b.預(yù)冷骨料，具體方法通常有濕法，干法與真空氣法等。2)降低水泥水化熱。a.水泥選用:應(yīng)優(yōu)先采用水化熱低、初凝時間長的礦渣水泥，砂選用中粗砂，配制大體積混凝土。根據(jù)混凝土的強度等級選用各種標(biāo)號的水泥，對選擇好的水泥按現(xiàn)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行水化熱測定，混凝土配制所用水泥7 d的水化熱宜不大于250 kJ/kg。b.選擇合適的混凝土強度:高強度混凝土應(yīng)盡量少用，盡量多用中低強度混凝土。c.大體積混凝土配合比的選擇:在滿足各種條件的同時，應(yīng)盡量減少水泥用量，使混凝土的內(nèi)部溫度降低。具體方法:采用減水劑及復(fù)合型外加劑，延緩凝結(jié)時間;骨料粒徑及級配砂率合理選用，采用優(yōu)質(zhì)粉煤灰等活性摻合料取代水泥用量。3)降低核心部分混凝土溫度。采取預(yù)埋管來降溫。

2 提高混凝土極限抗拉強度

1)合理選用水泥、砂子和骨料配合比，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，使混凝土的含泥量控制在1.5%以下。混凝土要加強振搗，應(yīng)加強對混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，使混凝土的抗裂性得到提高，減少它的收縮變形。2)在大體積混凝土內(nèi)采用小直徑密間距，設(shè)置必要的溫度配筋。在各種如底板(頂板)與墻轉(zhuǎn)折處與空洞轉(zhuǎn)角處等不利部位，增加各種構(gòu)造配筋，達(dá)到控制混凝土裂縫產(chǎn)生的目的。

3 在施工中控制大體積混凝土的溫度的方法

在大體積混凝土工程施工前，應(yīng)對大體積混凝土澆筑的溫度、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力進(jìn)行驗算，應(yīng)事先確定施工階段大體積澆筑塊體的升溫峰值與里外溫差及降溫速度的控制指標(biāo)及制定溫控施工技術(shù)措施。溫度控制應(yīng)圍繞如何防止因溫度變形而引起的結(jié)構(gòu)物開裂為核心。

1)溫度控制措施必須建立在嚴(yán)密的科學(xué)基礎(chǔ)上，不但要有溫度控制的要求，而且還應(yīng)計算出各齡期混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力。只有采取溫度及應(yīng)力“雙控制”的方法，才能最大限度地避免結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)開裂的情況。

2)合理安排施工程序:控制混凝土澆筑過程中施工順序。

3)測溫和溫度監(jiān)測與管理應(yīng)加強，利用各種現(xiàn)代化技術(shù)，實行信息化控制，做到隨時可以觀察混凝土內(nèi)的溫度變化。并根據(jù)溫度變化情況及時調(diào)整保溫及養(yǎng)護(hù)的各種措施，盡量避免裂縫的產(chǎn)生。

4)拆模時間應(yīng)考慮氣溫及外界環(huán)境影響情況，規(guī)定在一個合理的時間范圍內(nèi)，拆模時對混凝土必須進(jìn)行溫度控制。

5)后期養(yǎng)護(hù)工作要做好，澆筑混凝土后，做好表面的長時間保溫保濕養(yǎng)護(hù)，要勤灑水養(yǎng)護(hù)，特別在夏季及常溫澆筑后，使混凝土表面經(jīng)常保持濕潤，模板上也要經(jīng)常灑水保持濕潤。在夏季容易曝曬，應(yīng)延長養(yǎng)護(hù)時間，至少養(yǎng)護(hù)28 d，特別注意保濕，冬季應(yīng)采取措施保溫覆蓋，以免發(fā)生過大的溫度梯度。

4 混凝土混合物中摻入膨脹劑

常用的膨脹劑有鋁酸鹽類膨脹劑(UEA)與摻氧化鈣的膨脹劑(CEA)。

使用膨脹劑應(yīng)注意以下問題:1)配制:膨脹劑稱量必須準(zhǔn)確，攪拌混凝土?xí)r必須保證膨脹劑均勻分布，否則，在某些部位的混凝土中膨脹劑過多，強度將下降;骨料堅固清潔，有些骨料對膨脹脹率或干縮率有不利影響，注意堿骨料反應(yīng)的不利作用，必須慎重選用外加劑，摻膨脹劑的混凝土拌和物的坍落度損失比普通混凝土大，應(yīng)事先做坍落度損失試驗。2)施工:摻膨脹劑的混凝土在早期或硬化后均比普通混凝土需要較多的水分，要保證足夠的供水及嚴(yán)防過早失水。3)構(gòu)造措施:墻面養(yǎng)護(hù)較困難必須加強構(gòu)造鋼筋，配筋率不低于0.5%;樓板采用細(xì)而密的雙層構(gòu)造筋。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速的發(fā)展，大體積混凝土在我國應(yīng)用越來越多，大體積混凝土施工難度大，裂縫控制是建筑工程中常見的質(zhì)量通病，在工程實踐中要根據(jù)具體的要求進(jìn)行控制，工程監(jiān)理師嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，分析裂縫產(chǎn)生的原因。同時，要從設(shè)計、施工、材料等各個方面綜合采取措施，來控制裂縫的產(chǎn)生和開展，要嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，加強現(xiàn)場混凝土施工的管理，只有這樣才能有效地預(yù)防和控制裂縫的發(fā)生。在施工中工程技術(shù)人員對裂縫產(chǎn)生原因認(rèn)真分析，嚴(yán)格把關(guān)采取相應(yīng)技術(shù)措施，使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)或少出現(xiàn)裂縫，特別是有害裂縫避免出現(xiàn)，以確保大體積混凝土質(zhì)量。因此，施工單位要提高認(rèn)識，加強管理，控制好工序的質(zhì)量，大體積混凝土連續(xù)澆筑時要采取各種保證措施，大體積混凝土施工中應(yīng)加強溫度監(jiān)測，實行信息化控制，以確保工程的質(zhì)量，取得良好經(jīng)濟(jì)效益。本文方法可供類似工程參考。

［1］丁紅巖.高層建筑施工［M］.天津:天津大學(xué)出版社，2001.

［2］張亞興.淺談大體積混凝土裂縫控制［J］.山西建筑，2010，36(12):147-148.