摘要：文章分析了大體積混凝土裂縫的成因，提出施工質(zhì)量控制措施和控溫辦法，供廣大工程技術(shù)人員參考。
關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫；措施；控溫
1. 前言
國內(nèi)通常把結(jié)構(gòu)厚度大于1 m的稱為大體積混凝土。大體積混凝土承受的荷載巨大，結(jié)構(gòu)整體性要求高，如大型設(shè)備基礎(chǔ)、高層建筑基礎(chǔ)底板等。一般要求混凝土整體澆筑，不留施工縫。在混凝土澆筑早期，受水泥水化熱的影響，產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，易產(chǎn)生有害的溫度裂縫。
2. 大體積混凝土施工的主要問題
(1) 泌水現(xiàn)象：由于混凝土分層分段澆筑，使混凝土上下澆筑層施工間隔時間較長，各分層之間產(chǎn)生泌水層，導(dǎo)致混凝土層間粘結(jié)力降低。
(2) 干燥收縮裂縫：混凝土硬化后，內(nèi)部的游離水會由表及里逐漸蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土相應(yīng)地產(chǎn)生干燥收縮。在約束條件下，收縮變形導(dǎo)致的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度時，混凝土就會出現(xiàn)由表及里的干燥收縮裂縫，影響結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。
(3) 溫度裂縫：水泥水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，每克水泥放出502 J的熱量，如果以水泥用量350—550 kg／m3 來計算，每m 混凝土將放出17 500—27 500 kJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升高，在澆筑溫度的基礎(chǔ)上，通常升高35℃左右，如果澆筑溫度為28℃ ，則混凝土內(nèi)部溫度將達到65℃左右。如沒有降溫措施或澆筑溫度過高，混凝土內(nèi)部的溫度還會更高?；炷羶?nèi)部的最高溫度大約發(fā)生在澆筑后的3—5 d，因為混凝土內(nèi)部和表面的散熱條件不同，所以混凝土中心溫度高，表面溫度低，形成溫度梯度，造成溫度變形和溫度應(yīng)力，當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫。
(4) 施工冷縫：因大體積混凝土的混凝土澆筑量大，在分層澆筑中，前后分層澆筑的間隔時期沒有控制在混凝土的初凝之前，遇到了停電、停水及其它惡劣氣候條件等因素的影響，致使混凝土不能連續(xù)澆筑而出現(xiàn)冷縫。
3. 提高混凝土施工質(zhì)量的措施
針對上述大體積混凝土裂縫的成因，應(yīng)從控制混凝土升溫、降低內(nèi)外溫差、減少收縮等方面采取措施，對本工程我們主要考慮一下幾個方面。
3.1 從原材料方面
(1 )水泥：采用塔牌P．032．5R水泥，強度高，可以降低混凝土水化熱， 提高早期抗裂能力。
(2) 粗骨料：采用連續(xù)級配，熱膨脹系數(shù)較低，強度較高的山兜產(chǎn)的石，以減少混凝土收縮及降低水泥用量。在局部大體積之處，混凝土澆灌過程，當(dāng)混凝土的和易性和坍落度容許下可摻入2％ 的石塊，減少混凝土用量，從而達到降低水化熱的目的， 下料前所有粗骨料一律進行水洗、降溫處理， 同時也控制粗骨料含泥量在0．5％ 以內(nèi)。
(3) 細骨料采用不含有機質(zhì)的中砂，細度模數(shù)控制在2．5，含泥量不大干2．5％。
(4) 攪拌用水采用自來水，局部較大體積的混凝土用水，用冰塊先降溫然后再用來攪拌混凝土， 有效地降低混凝土的入模溫度。
(5) 摻合料：摻合粉煤灰，在不降低混凝土強度的情況下可減少水泥用量，也即減少水化熱的產(chǎn)生， 對降低大體積混凝土內(nèi)部溫度、收縮裂縫十分有利，同時也改善了混凝土的可泵性。摻合水泥重量11%AEA混凝土微膨脹劑，膨脹率大，含堿量低、需水量少，混凝土坍落度好控制、抗裂能力強。
3.2 大體積混凝土的溫控措施
3.2.1 施工前的準備工作
在大體積混凝土施工前，應(yīng)該與當(dāng)?shù)貧庀笈_站取得聯(lián)系，掌握近期氣象狀況，如高溫、寒潮等。
3.2.2 測溫點的布置原則
大體積混凝土溫度觀測點的布置，應(yīng)根據(jù)工程的實際情況和溫控要求來確定．，它應(yīng)能真實地反映混凝土塊體的內(nèi)外溫差、降溫速度、環(huán)境溫度為原則?；炷镰h(huán)境溫度的監(jiān)測點宜布置在澆筑倉面附近，混凝土的底表面溫度系指在其底表面上方50mm處測量的溫度?；炷镣獗砻鏈囟认抵钙渫獗砻嬉詢?nèi)50 mm處測量的溫度。混凝土內(nèi)部觀測點以所選混凝土澆筑塊體平面圖對稱軸線的半條對稱軸線為測量區(qū)，長方體可取較短的軸線，在基礎(chǔ)平面的半條軸線上的觀測點宜不少于4點，同點位的測點數(shù)量沿塊體方向宜不少于5點。
3.2.3 測溫制度
在大體積混凝土工程施工前，應(yīng)制定得力的溫控施工方案和技術(shù)保證措施，來確定澆筑塊體的升溫峰值、內(nèi)外溫差及降溫速度的控制指標(biāo)。
(1) 自混凝土開始澆筑起72 h內(nèi)，每2 h讀取數(shù)據(jù)1次；澆筑后(4 7)d內(nèi)，每4 h讀取數(shù)據(jù)1次；以后則可根據(jù)測溫結(jié)果和外界環(huán)境溫度變化情況每天選取2次進行溫度觀測。
(2) 當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度及混凝土表面溫度與外界環(huán)境溫度之差 3.2.4 混凝土出機溫度和澆筑溫度的控制
混凝土拌和料中，影響混凝土出機溫度的主要因素是砂、石和水的溫度。在施工中，由于氣溫較高，我們要求混凝土攪拌站在砂石堆場搭設(shè)遮陽涼棚，以防太陽直接照射，并在使用前用冷水沖澆骨料，同時要求在水中加冰塊降低水溫。
3.4 混凝土澆筑
混凝土運至現(xiàn)場后及時澆筑，混凝土失去流動性后澆筑困難時，不得二次加水拌合使用。澆筑大體積混凝土結(jié)構(gòu)時，混凝土的入模溫度一般應(yīng)控制在<15℃ ，夏季施工時≤25℃。澆筑在低溫或負溫下養(yǎng)護的混凝土結(jié)構(gòu)時，混凝土的入模溫度一般應(yīng)≥10℃ ；預(yù)應(yīng)力橋梁混凝土的入模溫度≤30℃。普通混凝土結(jié)構(gòu)施工時，混凝土拌合物運送至澆筑地點時的溫度≤35℃(夏期施工≤30℃)，最低不超過10℃ 。
澆筑混凝土應(yīng)分層進行，其分層厚度為2O～3Ocm，承臺混凝土澆筑必須是一層澆筑完后再繼續(xù)上層澆筑。澆筑梁體混凝土?xí)r，在全梁范圍內(nèi)水平分層連續(xù)澆筑混凝土；承臺混凝土結(jié)構(gòu)平面面積較大，采用斜向分段、水平分層的方法連續(xù)澆筑混凝土?；炷翝仓B續(xù)進行，當(dāng)因故間歇時，其間歇的時間根據(jù)環(huán)境溫度、水泥性能、水灰比和外加劑類型等條件通過試驗確定。當(dāng)允許間歇時間已超過時，按澆筑中斷處理，同時留置施工縫，并作出記錄。施工縫的平面與結(jié)構(gòu)的軸線相垂直，施工縫處應(yīng)埋入適量的接茬片石、鋼筋或型鋼，并使其體積露出前層混凝土一半左右。澆筑施工縫上層的混凝土?xí)r，前層混凝土的抗壓強度應(yīng)≥1．2MPa，并鑿除原混凝土表層的水泥砂漿薄膜、松動石子或松動混凝土層，將雜物清除干凈?；炷两雍厦嬖炷翜囟缺３?gt;2 oC，先鋪抹一層約厚15 mm并與混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂漿，或鋪一層厚約30 cm的混凝土，其粗骨料應(yīng)比新澆混凝土減少10％ ，然后再繼續(xù)澆筑新層混凝土。
采用泵送混凝土澆筑時，將澆筑至表層產(chǎn)生的浮漿及時除去，并在混凝土初凝前進行混凝土表面的提漿、壓實、抹光工作。在初凝后，終凝之前進行二次壓抹，以減少混凝土表面的收縮?；炷翝仓^程中，混凝土拌合物實測坍落度與要求坍落度之差的允許偏差符合以下規(guī)定：當(dāng)坍落度≤40 mm時，允許偏差為±10mm；當(dāng)坍落度為50～90 mm時，允許偏差為±20 mm；當(dāng)坍落度≥100 mm時，允許偏差為±30 mm。
3.5 混凝土養(yǎng)護
為防止混凝土內(nèi)外溫差過大，混凝土的養(yǎng)護應(yīng)根據(jù)當(dāng)時的施工情況和環(huán)境氣溫采取相應(yīng)的措施。夏季混凝土的養(yǎng)護可采用蓄水法，或覆蓋草簾、塑料膜、水膜等方法。
冬季混凝土的養(yǎng)護可采用“夾心式”保溫措施，即一層塑料薄膜+兩層草墊+一層塑料薄膜，同時用塑料薄膜加草墊密封混凝土側(cè)模，外圍可用跳板或彩條布圍實保溫。養(yǎng)護期間應(yīng)隨時向草墊中添加熱水以保證一定溫濕度，夜間低溫期間可以用碘鎢燈升溫。
4. 結(jié)束語
綜上所述，在大體積混凝土施工過程中，為了保證混凝土施工質(zhì)量，在優(yōu)化原材料和施工配合比、采用切實可行的混凝土澆筑方案、做好混凝土養(yǎng)護和測溫等方面采取有效技術(shù)措施，堅持管理，完全可以讓溫度裂縫、施工裂縫等質(zhì)量通病得到有效的控制。
