时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘要：为确保大体积混凝土施工质量,除要满足强度等级、抗渗要求,关键要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差,防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝。
关键词：混凝土施工;抗裂;施工技术
一 引言
为确保大体积混凝土施工质量,除要满足强度等级、抗渗要求,关键要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差,防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝。
二 大体积混凝土裂缝综述
大体积混凝土结构开裂一直是工程界研究的课题。其裂缝大多又是在早期产生的，开裂后，其性能与原状混凝土性能相差很大，尤其是对耐久性(渗透性)的影响更大，而混凝土渗透反过来又会加速和促使混凝土的进一步恶化，严重影响结构的长期安全和耐久运行。而因此，探讨裂缝产生的原因和防止裂缝的出现就显得格外重要。
大体积混凝土产生裂缝原因很多，主要包括结构设计不合理引起的裂缝、温度裂缝和沉缩裂缝。温度裂缝产生的主要原因：一是由于温差较大引起的，混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大，混凝土内部膨胀大于外部，此时混凝土表面将受到很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。二是由结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积混凝土浇筑在约束地基(例如桩基)上时，又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束，或根本无法消除约束，易发生深进，直至贯穿的温度裂缝。沉缩裂缝在大体积混凝土(特别是泵送大流态混凝土)施工中也是非常多见，其主要原因是振捣不密实，沉实不足，或者骨料下沉，表层浮浆过多，混凝土浇筑后，没有及时抹压(特别是初凝前的二次拌压)，且表面覆盖不及时，受风吹日晒，表面水份散失快，产生干缩，混凝土早期强度低，不能抵抗这种变形而导致开裂。
三 施工前期准备
3.1施工人员进行技术交底及安全交底。
3.2检验模板拼缝的严密性和支撑稳固性,清理模板内杂物,木屑等。
3.3完善浇筑区域验收工作,即隐蔽验收工作和隐蔽验收记录,严格遵守砼浇筑令制度。
3.4检查浇筑机械机具的完好性,铺设砼输送泵管,用废旧轮胎垫在输送管下以减小由于输运管工作时产生的震动对钢筋和模板产生移位影响。
3.5填写好搅拌通知单,通知砼供应商,并注明浇筑砼的标号、品种级别、浇筑时间和浇筑量。
3.6应急措施:备用两台35KW柴油发电机。
四 抗裂施工
4.1 混凝土搅拌质量
施工中对混凝土用水量的控制一直是一个难题。由于对砂、石含水量的检验总是滞后于施工现场的实际情况以及其他一些因素的影响，因此搅拌过程中，混凝土的实际用水量很难符合配合比的要求。另外，施工中当遇到泵送阻力较大，钢筋较密及浇筑施工较慢时，随意加水现象时有发生。尤其在开始泵送和即将结束泵送时，为了保证顺利泵送及清洗混凝土泵，都要大量加水，使泵出的浆体或混凝土中的含水量大大超标。这些含水量超标的混凝土所浇筑的梁因混凝土水灰比过高而更容易出现裂缝。
4.2 优选混凝土各种原材料
优先采用高标号矿渣硅酸盐水泥，在满足设计和混凝土可泵性的前提下，严格控制水泥用量，以减少水化热，降低混凝土的温升值，并延缓峰值，降低混凝土最高温升，降低混凝土所受的拉应力。在条件许可的情况下，也可选用具有微膨胀性的水泥。这种水泥在水化膨胀期(1～5d)产生的预压应力，可部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。
骨料所占比例控制在混凝土绝对体积的 80～83%，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。可选用 10.40mm连续级配碎石，细度模数 2.80~3.00 的中砂。砂除满足骨料规范要求外，应适当放宽石粉或细粉含量，这样不仅有利于提高混凝土的工作性，而且可提高混凝土的密实性、耐久性和抗裂性。有研究表明，砂子中石粉比例一般在 15～18%之间为宜。
4.3混凝土配合比
混凝土配合比设计时，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能的降低混凝土的单位用水量，采用\"三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)\"的设计准则，生产出\"高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值\"的抗裂混凝土。通过加外加剂(减水剂、高效泵送剂、UEA 微膨胀剂、粉煤灰等)调整混凝土配合比，力求减水、减少水泥用量来防止裂缝。高效减水剂和引气剂复合使用对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用，也是混凝土向高性能化发展的不可或缺的重要组分。在混凝土中添加约 10%的 UEA可使混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力，相应地提高混凝土抗裂强度。混凝土中掺用粉煤灰，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等，有利于提高混凝土的抗裂性能。
在混凝土配合比中掺入上述外加剂外，在混凝土中可以掺入聚丙烯纤维, 可以大大地改善了混凝土混凝土的裂缝，具体表现在以下几个方面：第一 ,由于表层材料中存在纤维 ,使其失水面积有所减少 ,水分迁移转为因难 ,从而使毛细管失水收缩形成的毛细管 张力有所减少;第二 ,聚丙烯纤维在混凝土砂浆中乱向分布形成大大有助于削弱混凝土的塑性收缩 ,收缩的能量被分散到每立方米数千万条具有高抗拉强度而弹性模量相对较低的纤维单丝上 ,从而极为有效地增加了混凝土的韧性 ,抑制了混凝土微细裂缝的产生和发展;第三 ,无数纤维形成了支撑体系 ,有效地保证了均匀泌水 ,阻碍沉降裂缝的产生;第四 ,低弹性模量的聚丙烯纤维相对于塑性浆体成为了高弹性模量的材料 ,依靠纤维材料与水泥浆之间的界面吸附加粘结力 ,机械齿合力等 ,增加了材料抵抗开裂的塑性抗拉强度 ,从而使失水收缩产生的应力小于材料塑性抗拉强度 ,材料表面的开裂状况得以减轻 ,甚至消失;第五 ,聚丙烯纤维以单位体积内较大的数量均匀分布于混凝土内部 ,由收缩变形引起的微裂缝在产生的过程中 ,必然遭遇纤维的阻挡 ,消耗了能量 ,难以进一步发展。#p#分页标题#e#
4.4现场准备工作
4.4.1基础底板、梁钢筋及柱、墙插筋分段施工完毕,并进行隐蔽工程验收。
4.4.2基础底板上的地坑、积水坑采用工程木模板支模。
4.4.3将基础底板上表面标高抄测至基坑内观测点,并作明显标记,供浇筑混凝土时找平用。
4.4.4浇筑混凝土时预埋的测温管及保温所需的塑料薄膜、纤维毡等应提前准备好。
4.4.5采用三级配电二级漏电保护,采用TN—S接地系统切实做到\"—机一闸一漏一保险\"。
4.5根据设计要求,对基础底板混凝土进行温度检测:规范规定,对大体积混凝土养扩,应根据气候条件采取控温措施,并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度,将温差控制在设计要求的范围内;当设计无具体要求时,温差不宜超过25度;当工程设计无具体要求,即按规范执行。表面温度的控制可采取调整保温层的厚度。
五 温度控制
5.1散热孔法。 因设备基础混凝土厚度较大， 在基础钢筋绑扎时，设置散热孔、孔沿基础厚度方向竖向排列， 散热孔的采用 Φ50钢管，水平面间距 1000mm，梅花形布置， 钢管直接插入基础底部、钢管上部高出基础上表面 100mm，沿钢管高度方向每间距 500 打 Φ20的孔，以便于传热。
5.2水冷法。 在基础内部沿水平方向每 1 米 (梅花形) 预埋￠20的焊管，利用冷却水管内流通的制冷水带走大体积混凝土内部积聚的水泥水化热, 削减水化热温升。这在个别有条件的基础施工中进行了采用，效果良好。
5.3基础混凝土内掺入毛石。部分设备基础混凝土浇灌中，加入了混凝土总量 15%—20%的毛石，这样可减少混凝土用量，减少水泥水化热。 毛石的掺量要控制好，一般不要超过混凝土总体积的 20%，若掺多了，会降低混凝土强度。 施工中需注意毛石投放要均匀、分散。
5.4设置构造钢筋。 对于基础深度超过 3 米的，施工时采用基础沿水平面在基础中部设置Φ12@200(双向)的构造钢筋，以增强混凝土的抗拉性能。
5.5螺栓孔内蓄水降温。 因大型设备基础内有一定数量的预留螺栓孔洞，基础浇灌完成后，在螺栓孔内蓄满水，以达到降温的目的。
5.6分层浇筑法。 混凝土浇筑时，分层浇筑、每层厚度控制在500—600mm，阶梯状前进浇筑。
六 其它措施
大体积混凝土采用泵送工艺，泵送过程中，常会发生输送管堵塞故障，故提高混凝土的可泵性十分重要。须合理选择泵送压力，泵管直径，输送管线布置应合理。泵管上须遮盖湿麻袋，并经常淋水散热。及时掌握天气情况，大体积混凝土连续浇筑时，现场须设防雨棚，设置集水和排水设施。
七 混凝土浇筑后的养护
养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。对大面积的底板面，一般可采用先一层塑料簿膜后二层草包作保温保湿养护，草包应迭缝铺放。养护必须根据混凝土内表温差和降温速率，及时调整养护措施。拆模后要及时加以覆盖养护防止混凝土降温和失水过快产生裂纹，更应避免猛浇大量冷水，为防止混凝土突然降温。
7.1在配置混凝土时,严格控制水灰比和水泥用量,选级配好的石子,减少空隙率,同时捣固密实,减少收缩量,提高砼抗渗强度、砼抗裂度。
7.2在浇筑前,将基层和模板充分湿润,避免吸收砼水分。
7.3合理调度运输车辆,防止因车辆停滞时间过长造成砼离析。
7.4砼浇筑后对裸露表面及时覆盖,认真养护,浇筑—段时间养护一段时间,防止强风吹袭造成表面失水裂缝。
7.5及时检查发现砼有裂缝,分析原因后即处理.
八 结束语
为了证实混凝土的工作性以及其他与施工、设计有关的特性，在施工现场进行试验性浇筑实物模型并进行观测是十分重要。
参考文献：
[1] 叶琳昌，沈义.大体积混凝土施工 CU].北京：中国建筑出版社，1987
[2] 侯彬《大体积混凝土温度裂缝预防的研讨》《黑龙江科技信息》2007
