一、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析

混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫分為兩大類，第一類是由荷載引起的裂縫，第二類是由變形變化引起的裂縫;第一類裂縫在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮，不是施工過程控制的重點(diǎn)，在施工中應(yīng)該著重控制由于溫度、收縮、徐變等原因引起的變形裂縫。

溫度收縮裂縫是混凝土內(nèi)部約束和外部約束引起的，對(duì)大體積混凝土更是如此?；炷翝仓笏嗨療崃看?，混凝土內(nèi)部溫度高，在降溫階段塊體收縮，由于地基或結(jié)構(gòu)的其他部分的約束，會(huì)產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，這些應(yīng)力一旦超過混凝土當(dāng)時(shí)齡期的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)產(chǎn)生裂縫;對(duì)于較厚的混凝土塊體，由于表面散熱快，溫度較低，內(nèi)外溫差產(chǎn)生表面拉應(yīng)力，還會(huì)產(chǎn)生表面裂縫。

二、控制裂縫產(chǎn)生的措施

2.1 原材料的選用

2.1.1 水泥

本工程選用水泥為P.Ⅱ型水泥，其水化熱控制在3天≤251kJ/kg，7天≤293kJ/kg。

水泥質(zhì)量穩(wěn)定，各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合規(guī)范要求，嚴(yán)禁使用過期水泥，對(duì)質(zhì)量有懷疑的水泥須經(jīng)檢驗(yàn)合格方可使用。

2.1.2 骨料

選用結(jié)構(gòu)致密、強(qiáng)度足夠、清潔不含雜質(zhì)的骨料，粒徑和級(jí)配應(yīng)滿足規(guī)范要求并嚴(yán)格控制含泥量。其中細(xì)骨料(機(jī)制砂)的泥塊含量<0.25%，石粉含量<6%;粗骨料(碎石)泥塊含量<0.25%，泥含量<1.0%。骨料采用級(jí)配5~20mm，16~31.5mm 連續(xù)

級(jí)配碎石，0.16~5mm 的機(jī)制砂。2.1.3 水

用飲用水拌和。

2.1.4 外加劑

外加劑選用JM-8型緩凝泵送減水劑，操作時(shí)應(yīng)注意摻和順序，摻和應(yīng)準(zhǔn)確并攪拌均勻。

2.1.5 混合料

選用Ⅰ級(jí)優(yōu)質(zhì)粉煤灰。適量摻入粉煤灰，減少了水泥用量，降低了水化熱，降低混凝土絕熱溫升，延遲了水化熱釋放的速度。同時(shí)粉煤灰的加入也改善了混凝土和易性和施工性能以及耐久性能，抑制堿骨料反應(yīng)，提高抗硫酸鹽腐蝕性能。

2.2 施工中采取的措施

在混凝土澆筑前，根據(jù)施工采取的防裂措施和已知的施工條件，計(jì)算混凝土的水泥水化絕對(duì)溫升，估算可能產(chǎn)生的最大溫度收縮應(yīng)力，與各齡期的混凝土抗拉強(qiáng)度對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果，確定已經(jīng)采取的措施是否滿足防裂要求，如果不滿足，必須采取調(diào)整混凝土入模溫度、降低水化熱溫升值、降低內(nèi)外溫差、改善施工操作工藝等技術(shù)措施重新計(jì)算，直至計(jì)算應(yīng)力在允許范圍內(nèi)為止。

2.2.1 混凝土入模溫度控制

(1)對(duì)混凝土原材料進(jìn)行預(yù)冷卻，以降低澆筑溫度從而降低混凝土內(nèi)部最高溫度，縮小內(nèi)外溫差，防止裂縫的產(chǎn)生。預(yù)冷卻措施如下:

———加大水泥、粉煤灰貯罐的容量，出廠后的水泥在貯罐中存放應(yīng)不少于一周;

———砂石在料棚中儲(chǔ)存，避免陽光曝曬，加強(qiáng)通風(fēng)，粗細(xì)骨料在砂石料棚儲(chǔ)存時(shí)間不少于一周，砂的儲(chǔ)存時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng);

———拌和水以制冷水機(jī)組冷卻。

(2)混凝土運(yùn)輸，采取了給攪拌車轉(zhuǎn)筒外加保溫套，混凝土泵送管用草袋包裹，并不斷澆水的方法。

2.2.2 分層、分段施工

對(duì)于基礎(chǔ)底板、大型設(shè)備基礎(chǔ)，除汽輪機(jī)基礎(chǔ)要求必須一次性澆筑完成以外，其他均分段施工，厚度很大的基礎(chǔ)，分層、分段進(jìn)行施工，以反應(yīng)堆廠房底板為例，總厚度3000mm，劃分為3層6段，第一層厚1000mm，分2段，第二層厚1000mm，分2段，第三層1000mm，分2段;對(duì)于連續(xù)墻體，也是分段澆筑，高度較高的墻體，采取分層、分段的方法澆筑。現(xiàn)澆混凝土層段達(dá)到一定的強(qiáng)度后再施工相鄰層段，這樣有利于改善約束條件，減少約束范圍，同時(shí)可利用澆筑塊的面進(jìn)行散熱，降低混凝土內(nèi)部溫度，減小內(nèi)外溫差，從而減小溫度應(yīng)力，減少混凝土裂縫。

2.2.3 混凝土澆筑

2.2.3.1 需薄層連續(xù)澆筑

根據(jù)混凝土的澆筑速度及澆筑面積，布置泵管、布料機(jī)數(shù)量，保證混凝土的布料厚度要控制在50cm 以內(nèi)，自由傾落高度控制在1.7~2.0m 以內(nèi)，以防止混凝土離析。這種方法，一是便于振搗，易于保證混凝土的澆筑質(zhì)量，二是可利用層面散熱，降低混凝土內(nèi)部溫升。

2.2.3.2 混凝土泌水及表面處理

混凝土在澆筑、振搗過程中，易產(chǎn)生泌水和浮漿，采用泵送混凝土?xí)r，這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重，如不進(jìn)行處理，對(duì)混凝土的密實(shí)性和結(jié)構(gòu)的整體性是非常有害的。解決辦法之一是，在四周側(cè)模底部開設(shè)排水孔，使多余的水分從孔中自然排走，與此同時(shí)，在混凝土下料方法上作適當(dāng)改進(jìn)，即在下料時(shí)，使中間的混凝土略高于四周邊緣混凝土，經(jīng)過振搗后，混凝土中多余的水分比較容易從側(cè)模的預(yù)留孔中排走，方法之二是，當(dāng)混凝土下料到靠近端頭時(shí)，混凝土的澆筑方法作適當(dāng)改變，即從側(cè)模的端頭開始下料和澆筑混凝土，形成與原澆筑方向相反的斜坡，逐漸推進(jìn)，與原斜坡相交成積水坑，隨后用專門的水泵抽水。

澆筑混凝土的收頭處理也是減少表面收縮裂縫的重要措施。因此在混凝土澆筑后，再用木蟹打磨壓實(shí)，底板混凝土表面初凝前進(jìn)行二次振搗，終凝前用鐵滾壓實(shí)。

2.2.3.3 施工縫處理

對(duì)于分層分段的施工縫處理必須達(dá)到規(guī)范的要求，如果處理不當(dāng)就會(huì)形成人為的“裂縫”，失去了對(duì)大體積混凝土裂縫控制的目的。

2.2.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

2.2.4.1 混凝土澆筑后，根據(jù)施工前計(jì)算條件中確定的防裂措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)在養(yǎng)護(hù)過程中，及時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土表面、內(nèi)部溫度，并繪制溫度升降曲線，分別計(jì)算各降溫階段的混凝土溫度收縮應(yīng)力，如果出現(xiàn)累計(jì)總拉應(yīng)力超過該階段的混凝土抗拉強(qiáng)度，采取加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)、保溫等措施，使其緩慢降溫和收縮，控制裂縫出現(xiàn)。

2.2.4.2 溫度控制及監(jiān)測(cè)

測(cè)點(diǎn)的具體布設(shè)方案:根據(jù)混凝土的分層分段，測(cè)溫點(diǎn)的埋設(shè)要有代表性，能全面反應(yīng)混凝土內(nèi)溫度場(chǎng)的變化情況。每個(gè)測(cè)點(diǎn)分別在上部、中部、下部三個(gè)不同高度處各設(shè)一點(diǎn)，另外，在保溫層外布置一點(diǎn)，以測(cè)大氣溫度，混凝土表面與保溫層下設(shè)一點(diǎn)，測(cè)量環(huán)境溫度。測(cè)溫元件在預(yù)埋前要進(jìn)行篩選，并將其裝入鋼筋保護(hù)籠內(nèi)，電纜線連接引到指定的位置，具體位置由測(cè)試人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來定。

測(cè)溫元件的埋設(shè)及測(cè)溫記錄等工作必須由經(jīng)過培訓(xùn)的專職人員進(jìn)行。根據(jù)混凝土中水化熱的釋放情況，最初7天每小時(shí)測(cè)溫一次，8~14天每2小時(shí)測(cè)溫一次，15~30天每4小時(shí)測(cè)溫一次，31~37天以后，每8小時(shí)測(cè)溫一次。

混凝土澆筑完后的養(yǎng)護(hù)必須控制混凝土中心溫度與表面溫度、表面溫度與環(huán)境溫度相差小于25℃。

測(cè)溫的原始記錄要及時(shí)整理，繪制溫度升降曲線以及各階段的混凝土溫度收縮應(yīng)力，以便及時(shí)調(diào)整保溫養(yǎng)護(hù)措施。

2.3 冬季施工措施

1.攪拌站備有熱水機(jī)組，在氣溫較低時(shí)啟用使用熱水?dāng)嚢?，保證混凝土的入模溫度不低于5℃;

2.采用JM-Ⅷ冬季型外加劑;

3.加快澆筑速度，防止混凝土產(chǎn)生冷縫，注意周圍環(huán)境的保溫，防止風(fēng)吹，防止熱量過早損失，必要時(shí)可建作業(yè)保溫棚;

4.混凝土運(yùn)輸過程中，裝載混凝土的運(yùn)輸車有保溫措施;

5.混凝土澆筑完畢后，表面立即采取各種層狀材料覆蓋，如遇氣溫驟降時(shí)，要特別注意保溫材料緊密地固定于混凝土的表面，以形成不透風(fēng)的圍護(hù)層。模板外側(cè)覆掛層狀保溫材料;

6.參考?xì)庀箢A(yù)報(bào)，盡可能在氣溫+5℃以上施工。當(dāng)滿足不了氣溫要求時(shí)，應(yīng)有嚴(yán)格的溫度控制措施。

三、結(jié)束語

根據(jù)設(shè)計(jì)要求、地區(qū)的環(huán)境以及施工單位的條件，本核電站的土建施工中，從控制混凝土溫升，延緩降溫速率，減少混凝土收縮，提高混凝土極限拉伸，改善約束程序和設(shè)計(jì)構(gòu)造等方面采取了一系列措施，效果明顯，本核電站土建混凝土工程未出現(xiàn)有害裂縫。