張黎明

（浙江東方藍(lán)海置地有限公司，浙江 嘉興 314000）

1 大體積混凝土裂縫問題的分析

1.1 溫度變形

混凝土的溫度變形由兩部分組成：（1）在混凝土硬化過(guò)程中，由于水泥的水化產(chǎn)生大量熱量，大體積混凝土內(nèi)部因?yàn)樯崧蛊錅囟壬?，產(chǎn)生內(nèi)外溫差，內(nèi)部混凝土膨脹，而外部混凝土經(jīng)散熱，溫度降低而收縮，形成表面裂縫。（2）由于環(huán)境溫度的變化，根據(jù)混凝土熱脹冷縮的性質(zhì)，在溫度下降后混凝土必將產(chǎn)生收縮而產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉應(yīng)力時(shí)，將產(chǎn)生裂縫。

1.2 干縮變形

混凝土的干縮變形是由于混凝土中水分蒸發(fā)而引起的。當(dāng)混凝土在空氣中硬化時(shí)，其中的水分會(huì)逐漸蒸發(fā)，使水泥石中的膠凝體逐漸干燥而產(chǎn)生收縮，從而產(chǎn)生干縮變形。在混凝土受到某種約束的情況下，干縮變形會(huì)使混凝土出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，特別是在初凝階段，由于混凝土抗拉強(qiáng)度十分低，容易引起混凝土開裂。

1.3 荷載作用下變形

在荷載作用下，當(dāng)構(gòu)件界面產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，會(huì)引起拉伸變形，當(dāng)構(gòu)件截面產(chǎn)生壓應(yīng)力時(shí)，會(huì)引起壓縮變形。當(dāng)截面上的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，構(gòu)件就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2 大體積混凝土施工技術(shù)

2.1 技術(shù)方案的論證

在澆筑混凝土的施工前組織業(yè)主、監(jiān)理、混凝土攪拌站和總包方的有關(guān)專家進(jìn)行方案的技術(shù)論證。對(duì)攪拌站的混凝土的要求；對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)準(zhǔn)備情況的要求；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)澆注順序和機(jī)械布置，車輛調(diào)度的要求；對(duì)周邊施工道路通行狀況和居民情況的了解；突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案。

2.2 混凝土原材料選型

2.2.1 水泥的選擇

大體積混凝土選用的水泥要控制水化熱、堿含量等。水泥供應(yīng)充足，保證能力強(qiáng)，堿含量指標(biāo)0.69%，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足GB175-1999規(guī)定的要求。

2.2.2 骨料的選擇

砂：采用低堿活性集料，砂子細(xì)度模數(shù)在2.3～2.6之間，含泥量小于2%；砂各項(xiàng)指標(biāo)均滿足JGJ52-92所規(guī)定的要求，且為B種低堿活性集料。

石：選用低堿活性集料，石子的最大粒徑為25mm，含泥量少于1%，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足JGJ53-92規(guī)定的要求，且為B種低堿活性集料。

2.2.3 外加劑的選擇

密實(shí)劑：它的摻入一方面起抗?jié)B防水作用，另一方面可以對(duì)混凝土收縮進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)防裂有積極的作用，各項(xiàng)指標(biāo)符合JC476-2001規(guī)定的要求。

防凍劑：冬季施工選用復(fù)合外加劑（液），其具有減水、泵送、緩凝、防凍等作用。選用該防凍劑基于以下幾方面考慮：降低水灰比，減小單方用水量；改善砼和易性，便于施工；適當(dāng)延長(zhǎng)砼凝結(jié)時(shí)間，減小坍落度損失值，增加砼可泵性，同時(shí)延長(zhǎng)水泥的集中放熱時(shí)間，便于大體積砼施工；提高混凝土的抗凍性能，防止混凝土在負(fù)溫下受凍。

2.2.4 配合比的設(shè)計(jì)

為了保證工程混凝土的質(zhì)量，在混凝土配合比設(shè)計(jì)上提高混凝土抗?jié)B等級(jí)0.2mpa，水灰比控制在0.4~0.5。砂率控制在40%~45%，混凝土膠凝材料控制在440kg/m3之內(nèi)。初凝時(shí)間控制在12小時(shí)以上。基于上述的要求并結(jié)合原材料及實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，初步確定混凝土的水灰比為0.40，砂率為43%進(jìn)行混凝土配合比的設(shè)計(jì)。

2.2.5 堿含量的計(jì)算

堿含量=水泥帶入堿量+外加劑帶入的堿量+粉煤灰?guī)氲膲A量×15%+礦渣粉帶入堿量×50%

氯離子含量＝氯離子的含量=（水泥帶入的氯離子量+外加劑帶入的氯離子量+膨脹劑帶入的氯離子量）÷（膠凝材料的用量）

按照上述進(jìn)行計(jì)算，堿和氯離子的含量計(jì)算結(jié)果見下表

?

2.2.6 混凝土坍落度的要求：

混凝土的出機(jī)坍落度控制在18±2cm，確?；炷恋竭_(dá)工地時(shí)的坍落度為16±2cm。

3 溫度的控制和防止裂縫的措施

3.1 采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。

3.2 攪拌混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。

3.3 熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，最好控制在500mm以內(nèi)，以便于表面散熱；第二層澆筑必須在第一段砼初凝前澆筑完畢。

3.4 根據(jù)混凝土澆注面積，在混凝土上中下部設(shè)置一定數(shù)量測(cè)溫管，定時(shí)測(cè)定內(nèi)外溫度，前4天每2h測(cè)一次，5－7天每4h測(cè)一次，8－15天每天一次，并及時(shí)記錄，確?；炷羶?nèi)外溫差控制在25以內(nèi)，做到及時(shí)觀察，出現(xiàn)溫度超偏，可通過(guò)調(diào)整養(yǎng)護(hù)方式來(lái)降低溫差。

3.5 規(guī)定合理的拆模時(shí)間，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度，加強(qiáng)保溫養(yǎng)護(hù)措施，現(xiàn)場(chǎng)通常采取措施為混凝土澆注后先覆蓋一層塑料薄膜，用麻袋裝鋸末，厚度80～100mm進(jìn)行中層覆蓋，最后覆蓋1-2層100mm厚巖棉被。

3.6 夏季施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面及側(cè)邊，設(shè)置專人撒水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d，有條件的應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)側(cè)邊進(jìn)行覆土掩蓋，避免內(nèi)部水分蒸發(fā)過(guò)快，產(chǎn)生裂縫。

改善約束條件的措施是：（1）合理地分區(qū)分塊；（2）避免基礎(chǔ)過(guò)大起伏；（3）合理的安排施工工序，避免過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露。

此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫是十分重要，應(yīng)特別主注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的，因此施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高，此時(shí)拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力疊加，再加上混凝土干縮，表面拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值，就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn)。但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一些輕型保溫材料，如泡沫海綿等，對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。加筋對(duì)大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小，因?yàn)榇篌w積混凝土的含筋率極低，只是對(duì)一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定，而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無(wú)關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土的線脹系數(shù)相差很小，在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍，當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開裂時(shí)，鋼筋的應(yīng)力將不超過(guò) 100~200kg/cm2，因此，在混凝土中想要利用鋼筋來(lái)防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難，但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變的數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。

4 混凝土的早期養(yǎng)護(hù)

實(shí)踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成的，寒冷地區(qū)的溫度驟降也是容易形成裂縫的。因此說(shuō)混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫尤其重要；從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，現(xiàn)場(chǎng)保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫；防止混凝土超冷，應(yīng)該盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土的使用期的穩(wěn)定溫度；防止老混凝土過(guò)冷，以減少新老混凝土間的約束。

5 結(jié)束語(yǔ)

5.1 大體積混凝土的施工技術(shù)難點(diǎn)在于防裂，重點(diǎn)在于采取科學(xué)技術(shù)方案。

5.2 大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的，源頭是嚴(yán)把混凝土原材料質(zhì)量關(guān)，重中之重是做好外加擠選型，并做到混凝土配合比設(shè)計(jì)，在滿足強(qiáng)度的前提下嚴(yán)格控制水泥用量。選用低水化熱水泥，是控制裂縫的有效途徑，摻用膨脹劑和粉煤灰，可抵消混凝土冷縫和干縮裂縫。

5.3 做到覆蓋保溫，嚴(yán)格控制混凝土內(nèi)外溫差，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。

以上討論的只是控制裂縫的技術(shù)措施，實(shí)際施工中合理的施工組織、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備、信息監(jiān)測(cè)等工作是保證技術(shù)措施的關(guān)鍵，必須給予足夠的關(guān)注。

[1]蔡文堯.《大體積混凝土裂縫的分析和施工技術(shù)措施》《混凝土》雜志2005年第10期

[2]郭正興,李金根.建筑施工[M].南京:東南大學(xué)出版社,1996

[3]陳志明,管大慶.17000m3混凝土底板連續(xù)澆注技術(shù)[J].施工技術(shù),1994,(11):7-1