摘要：隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，掀起建設(shè)高潮，大體積砼在各類構(gòu)筑中被廣泛應(yīng)用。本文主要就大體積砼施工普遍存在的質(zhì)量通病防治的技術(shù)、組織技巧進(jìn)行探討。并結(jié)合工程中有關(guān)大體積砼澆筑常見的裂縫控制問題進(jìn)行較深入的研析。

關(guān)鍵詞：大體積砼；施工防裂；溫度應(yīng)力；蓄熱保溫

中圖分類號(hào)：TD229文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近年來，交通基礎(chǔ)建設(shè)得到迅猛發(fā)展，各地興建了大量的混凝土橋梁。在橋梁建造和使用過程中，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)致橋梁垮塌的報(bào)道屢見不鮮。大體積砼混凝土開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。

1 產(chǎn)生裂縫的主要原因

1.1 水泥水化熱

普通水泥水化熱較高，在砼內(nèi)部溫升過高，與砼表面產(chǎn)生較大的溫差，使砼內(nèi)部產(chǎn)生壓力，表面產(chǎn)生拉力。當(dāng)表面拉力超過早期砼抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，通過摻加合適的外加劑可以改善砼的性能，并提高砼的抗?jié)B能力。

1.2外界氣溫變化

大體積混凝土在施工階段，外界氣溫的變化對防止大體積砼裂縫產(chǎn)生起著很大的影響。砼內(nèi)部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，砼的澆注溫度也就會(huì)愈高。砼澆筑完成后，應(yīng)對砼進(jìn)行蓄熱保溫，控制砼表面溫度，控制降溫速率，減少溫度梯度，使砼內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。為達(dá)到此目的要及時(shí)對砼溫度進(jìn)行測量，隨時(shí)測量內(nèi)外溫差，以調(diào)整覆蓋保溫材料厚度，當(dāng)內(nèi)外溫差小于25℃時(shí)，可逐步撤除保溫層。

1.3砼的收縮

砼在空氣中硬結(jié)時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為砼收縮。砼在不受外力的情況下的這種自發(fā)變形，受到外部約束時(shí)，將在砼中產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得砼開裂。引起砼的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮等三種。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結(jié)硬過程中產(chǎn)生的體積變化，后期主要是砼內(nèi)部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。

2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等。

2.1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：

2.1.1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(hào)為525號(hào)，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。

2.1.2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(qiáng)度較高，同時(shí)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。

2.1.3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(shí)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。

2.1.4粉煤灰

由于混凝土的澆筑方式多為泵送，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)。

2.1.5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(bǔ)償功能，可提高混凝土的抗裂性。

2.2混凝土配合比

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?；炷僚浜媳葢?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(yàn)收規(guī)范》、《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)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(jì)。粉煤灰采用外摻法時(shí)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。

3澆筑時(shí)采取的措施

砼澆筑時(shí)應(yīng)采用“分區(qū)定點(diǎn)、一個(gè)坡度、循序推進(jìn)、一次到頂”的澆筑工藝，劃定澆筑區(qū)域，每臺(tái)泵車負(fù)責(zé)本區(qū)域的砼澆筑，澆筑時(shí)先在一個(gè)部位進(jìn)行，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，砼形成扇形向前流動(dòng)，然后在其坡面上繼續(xù)澆筑，循序推進(jìn)。這種澆筑方法能較好地適應(yīng)泵送工藝，使每車砼均澆筑在前一車砼形成的坡面上，確保每層砼之間的澆筑間歇不超過規(guī)定的時(shí)間，同時(shí)可解決頻繁移動(dòng)泵車的問題，也便于澆筑完的部位進(jìn)行覆蓋保溫。

3.1砼澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，間歇時(shí)間不得超過3.5h，過時(shí)仍不能繼續(xù)澆筑時(shí)，需采取應(yīng)急措施，即在已澆筑的砼面上插12短鋼筋，長度1m，間距500mm，呈梅花狀布置，同時(shí)將砼表面用塑料薄膜或草袋覆蓋保溫，以保證砼表面不受凍。

3.2由于砼坍落度比較大，會(huì)在表層鋼筋下部產(chǎn)生水分，或在表層鋼筋的上部產(chǎn)生細(xì)小裂縫。為了防止出現(xiàn)這種裂縫，在砼初凝前采取二次抹面壓實(shí)措施。

3.3應(yīng)提供澆筑方案，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(shí)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：

3.3.1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(shí)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(shí)從短邊開始，沿長邊推進(jìn)比較合適。必要時(shí)可分成兩段，從中間向兩端或從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行澆筑。

3.3.2分段分層混凝土澆筑

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(shí)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。

4養(yǎng)護(hù)階段注意事項(xiàng)

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)要注意溫度控制。不僅要滿足強(qiáng)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。砼澆筑及二次抹面壓實(shí)后應(yīng)立即覆蓋保溫，經(jīng)計(jì)算得出先在砼表面覆蓋一層塑料薄膜，然后在上面覆蓋四層草袋內(nèi)含二層塑料薄膜，頂上再蓋一層塑料薄膜。

4.1新澆筑的砼水化速度比較快，蓋上塑料薄膜后進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，防止砼表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫，同時(shí)可避免草袋因吸水受潮降低保溫性能。

4.2混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制尤為重要，應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)：

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(shí)，不大于25℃～30℃。

混凝土拆模時(shí)，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。

采用內(nèi)部降溫法來降低混凝土內(nèi)外溫差。

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(qiáng)度，以控制混凝土的內(nèi)外溫差小于20℃。

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

在大體積混凝土施工時(shí)掌握住它的基本知識(shí)，并根據(jù)實(shí)際采取有效措施，會(huì)使施工質(zhì)量得到很好的保證。雖然大體積砼很容易產(chǎn)生裂縫，但只要我們在設(shè)計(jì)、施工工藝、材料選擇以及后期的養(yǎng)護(hù)過程中能夠充分考慮到各種因素的影響，是完全可以避免危害結(jié)構(gòu)的裂縫的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1]于連波，徐寶和.淺談大體積砼干縮裂縫的預(yù)防及治理[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2006-06-21.