大體積混凝土施工中的裂縫防治

　　大體積混凝土施工主要特點是體積大，一般實體最小尺寸大于或等于1米。它的表面系數(shù)較小，水泥水化熱釋放較集中，內(nèi)部溫升較快?；炷羶?nèi)外溫差較大時，會使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。大體積混凝土的施工技術(shù)要求較高，特別在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。因此需要從材料選擇、技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)做好充分的準(zhǔn)備工作。本文以我們施工的一個大體積混凝土項目為例，論述裂縫產(chǎn)生的原因及其防治。

　　一、產(chǎn)生裂縫的主要原因

　　1.水泥水化熱

　　水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱，實際上內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3～5天。

　　2.外界氣溫變化

　　大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內(nèi)外層混凝土溫差。應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。

　　3.混凝土的收縮

　　混凝土收縮的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。

　　二、澆筑前的準(zhǔn)備工作

　　影響混凝土收縮，主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝(特別是養(yǎng)護(hù)條件)等。

　　1.材料選擇

　　本工程采用商品混凝土澆筑。對主要材料要求如下：

　　(1)水泥：考慮普通水泥水化熱較高，特別是應(yīng)用到大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發(fā)，在混凝土內(nèi)部溫度過高，與混凝土表面產(chǎn)生較大的溫度差，便混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。因此確定采用水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥，標(biāo)號為525號，通過摻加合適的外加劑以改善混凝土的性能，提高其抗?jié)B能力。

　　(2)粗骨料：采用碎石，粒徑5～25毫米，含泥量不大于1%。選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強度較高，同時可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升。

　　(3)細(xì)骨料：采用中砂，平均粒徑大于0.5毫米，含泥量不大于5%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細(xì)砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時相應(yīng)減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。

　　(4)粉煤灰：由于混凝土的澆筑方式為泵送，為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻加適量的粉煤灰。粉煤灰的摻量控制在10以內(nèi)。
　　(5)外加劑：每立方米混凝土2公斤減水劑可降低水化熱峰值，對混凝土收縮有補償功能，可提高混凝土的抗裂性。

　　2.混凝土配合比

　　(1)混凝土采用攪拌站供應(yīng)的商品混凝土，要求混凝土攪拌站提前做好混凝土試配。

　　(2)混凝土配合比應(yīng)提高試配確定。按照國家現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》、《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》及《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計。

　　(3)粉煤灰采用外摻法時僅在砂料中扣除同體積的砂量。另外應(yīng)考慮到水泥的供應(yīng)情況，以滿足施工的要求。

　　三、澆筑時采取的措施

　　澆筑方案，除應(yīng)滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實完畢外，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、預(yù)埋管道和地腳螺栓的留設(shè)、混凝土供應(yīng)情況以及水化熱等因素的影響，常用方法有以下幾種：

　　1.全面分層。即在第一層全面澆筑全部澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層，此時應(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。采用這種方案，適用于結(jié)構(gòu)平面尺寸一般不宜太大，施工時從短邊開始，沿長邊推進(jìn)比較合適。必要時可分成兩段，從中間向兩端或從兩端向中間同時進(jìn)行澆筑。

　　2.分段分層?；炷翝仓r，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凝，又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案適用于單位時間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少，結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長度較大的工程。

　　3.斜面分層。要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長度超過厚度3倍的情況。混凝土從澆筑層下端開始，逐漸上移。

　　四、養(yǎng)護(hù)階段注意事項

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時要注意溫度控制。不僅要滿足強度增長的需要，還應(yīng)通過人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。
　　混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制應(yīng)遵循以下幾點：

　　1.混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應(yīng)小于20℃；當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土具有足夠的抗裂能力時，不大于25℃～30℃。

　　2.混凝土拆模時，混凝土的溫差不超過20℃。其溫差應(yīng)包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差。

　　3.采用內(nèi)部降溫法來降低混凝土內(nèi)外溫差。

　　4.保溫法是在結(jié)構(gòu)物外露的混凝土表面以及模板外側(cè)覆蓋保溫材料，在緩慢的散熱過程中，使混凝土獲得必要的強度，以控制混凝土的內(nèi)外溫差小于20℃。

　　5.混凝土表層布設(shè)抗裂鋼筋網(wǎng)片，防止混凝土收縮時產(chǎn)生干裂。

　　在大體積混凝土施工時掌握住它的基本知識，并根據(jù)實際采取有效措施，會使施工質(zhì)量得到很好的保證。