張長(zhǎng)富

廈門(mén)樹(shù)鑫建設(shè)集團(tuán)有限公司（361000）

大體積混凝土溫控防裂的研究

張長(zhǎng)富

廈門(mén)樹(shù)鑫建設(shè)集團(tuán)有限公司（361000）

隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，大體積混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)在土木工程中也得到了廣泛的應(yīng)用。大體積混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的、綜合性的技術(shù)，裂縫問(wèn)題是該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵，通常裂縫由外部約束力產(chǎn)生的可能性較小，一般都是由于水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力導(dǎo)致的。這里簡(jiǎn)要論述了大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生原因，并結(jié)合實(shí)際案例提出具體的防裂措施。

大體積混凝土；裂縫；防治

0 引言

工業(yè)建設(shè)中經(jīng)常會(huì)有一些大型設(shè)備基礎(chǔ)和工程構(gòu)筑物的基礎(chǔ),多有厚度較大的鋼筋混凝土底板，這類(lèi)大體積混凝土結(jié)構(gòu)，由于外荷載引起裂縫的可能性較小。而由于水泥水化過(guò)程中釋放的水化熱引起的溫度變化和混凝土收縮，因而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，是產(chǎn)生裂縫的主要因素。研究此課題，旨在通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工減少大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的產(chǎn)生，提高建筑物的質(zhì)量及安全性。

1 大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的因素

1）混凝土澆筑初期，水泥水化熱產(chǎn)生較大的水化熱，使混凝土溫度上升很快。但由于混凝土表面散熱條件較好，熱量可以向大氣中散發(fā)，因而溫度上升較少；而混凝土內(nèi)部由于散熱條件較差，熱量散發(fā)少，因而溫度上升較多，內(nèi)外形成溫度梯度，形成內(nèi)約束。結(jié)果混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，面層產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)該拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2）混凝土澆筑數(shù)日后，水泥水化熱基本上已經(jīng)釋放，混凝土從最高溫度逐漸降溫，降溫后的結(jié)果引起混凝土收縮，再加上由于混凝土中多余的水分蒸發(fā)、碳化等引起體積收縮變化，受到地基和結(jié)構(gòu)邊界條件的約束（外約束）不能自由變形，導(dǎo)致產(chǎn)生溫度應(yīng)力（拉應(yīng)力），當(dāng)該溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),則從約束面開(kāi)始向上開(kāi)裂形成溫度裂縫。如果該溫度應(yīng)力足夠大，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生貫穿裂縫，破壞了結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和防水性，影響正常使用。

3）混凝土一般選用C30及以上大標(biāo)號(hào)混凝土，且體積較大,水泥產(chǎn)生水化熱較大也不易散發(fā)；夏季施工期間，環(huán)境溫度較高，各種材料本身溫度較高導(dǎo)致混凝土在澆筑前溫度較高；冬季施工期間,環(huán)境溫度較低，混凝土內(nèi)外溫差大，混凝土降溫過(guò)快，溫度控制困難；混凝土體積大，澆筑時(shí)間長(zhǎng)，工人注意力容易下降，導(dǎo)致振搗、澆筑質(zhì)量下降。

通過(guò)圖來(lái)直觀表述幾個(gè)因素對(duì)混凝土裂縫的影響，如圖1。

圖1 裂縫的影響圖

2 針對(duì)以上因素提出的解決方案

1）優(yōu)化混凝土配合比。選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥，以降低混凝土的溫度；摻加粉煤灰取代一部分水泥以降低水化熱產(chǎn)生的高溫峰值；摻加高效減水劑，以減少水和水泥的用量，延長(zhǎng)混凝土達(dá)到最高溫度的時(shí)間；在保證可泵送的前提下,盡量減少單位體積混凝土的用水量，嚴(yán)格控制水灰比。

2）降低砂石料和水泥等材料的溫度，砂石料倉(cāng)和水泥罐上搭設(shè)涼棚，避免太陽(yáng)直射，隨時(shí)用冷水噴淋；拌和用水采用地下水；混凝土運(yùn)輸車(chē)外包裹保溫膜，防止升溫過(guò)快。

3 通過(guò)實(shí)際案例證實(shí)解決方法的效果

以水池基礎(chǔ)作為一個(gè)實(shí)際案例看一下通過(guò)采用以上的解決方案將會(huì)達(dá)到的效果。在混凝土澆筑前我們做了以下工作:

混凝土材料中水泥選用中低熱的水泥品種，降低水泥水化熱值；摻加減水劑木質(zhì)素硫酸鈣，抵消水和水泥的用力量；摻加粉煤灰，代替部分水泥亦可改善混凝土的可泵性；選用自然連續(xù)級(jí)配的粗骨料配制混凝土，選擇粒徑較大的可減少用水量。

在水池基礎(chǔ)支模階段,均勻設(shè)置6個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)溫點(diǎn)深入至水池基礎(chǔ)中心以便檢測(cè)基礎(chǔ)內(nèi)溫度。

在水池基礎(chǔ)澆筑前對(duì)工人進(jìn)行崗前指導(dǎo)，特別強(qiáng)調(diào)應(yīng)保證澆筑過(guò)程的連續(xù)性，振搗充分；若澆筑時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)增派人員進(jìn)行倒班。

澆筑完成后應(yīng)采取足夠的養(yǎng)護(hù)措施，我們采用的是一層塑料薄膜二層草包澆水養(yǎng)護(hù)。

養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，人員每天去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行溫度檢測(cè)并記錄，隨時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施。

該工程基礎(chǔ)澆筑完成后,養(yǎng)護(hù)措施隨即進(jìn)行，連續(xù)進(jìn)行11 d的測(cè)溫工作,并將測(cè)溫結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)記錄。測(cè)溫點(diǎn)位置示意圖，如圖2所示。

圖2 測(cè)溫點(diǎn)位置示意圖

下面選取幾個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的詳細(xì)測(cè)溫記錄結(jié)果來(lái)作為實(shí)例:#測(cè)溫點(diǎn):圖3表示隨著時(shí)間的變化1#測(cè)溫點(diǎn)處表面及內(nèi)部的溫度變化,并將溫度記錄匯總，詳見(jiàn)表1。

表1 溫度記錄匯總表

圖3 3#測(cè)溫點(diǎn)

4#測(cè)溫點(diǎn):圖4表示隨著時(shí)間的變化4#測(cè)溫點(diǎn)處表面及內(nèi)部的溫度變化,并將溫度記錄匯總，詳見(jiàn)表2。

表2 溫度記錄匯總表

圖4 4#測(cè)溫點(diǎn)

5#測(cè)溫點(diǎn):圖5表示隨著時(shí)間的變化5#測(cè)溫點(diǎn)處表面及內(nèi)部的溫度變化,并將溫度記錄匯總，詳見(jiàn)表3。

圖5 5#測(cè)溫點(diǎn)

表3 溫度記錄匯總表

在本基礎(chǔ)施工完畢后經(jīng)監(jiān)理檢查驗(yàn)收，施工質(zhì)量均符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。通過(guò)該基礎(chǔ)的澆筑案例證實(shí)通過(guò)一些實(shí)際措施能夠?qū)炷恋臏囟攘芽p進(jìn)行有效地控制。

4 小結(jié)

大體積混凝土的開(kāi)裂是目前建筑業(yè)普遍面臨的問(wèn)題，通過(guò)以上實(shí)際案例和分析可知，大體積混凝土的材料型裂縫主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的，通過(guò)精心選擇原材料，采用合理的施工方法，可以有效地防止裂縫的產(chǎn)生。

[1]張克勝.土木建筑工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)分析[J].建筑與文化,2012(05).