周光友

摘 要：大體積混凝土由于截面大、體積大，澆筑后由于受水化熱的影響，使內(nèi)部產(chǎn)生溫差，在受約束情況下產(chǎn)生收縮變形，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開裂，裂縫過大將導(dǎo)致混凝土的可靠性降低，最終影響混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；水化熱；溫差；收縮變形；開裂；可靠性；使用壽命

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著我國建筑科學(xué)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟，施工機(jī)械越來越先進(jìn)，高科技建筑材料越來越普及，一些大型的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，大體積混凝土施工技術(shù)在現(xiàn)在的工業(yè)與民用施工中得到了廣泛的運(yùn)用。

1 大體積混凝土的裂縫成因和類型分析

1.1 水泥水化熱的影響

在大體積混凝土施工過程中，裂縫問題的形成必然和水化熱存在密切聯(lián)系，因?yàn)樗嗟膽?yīng)用必然會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度明顯升高，進(jìn)而也就極有可能導(dǎo)致大體積混凝土內(nèi)部外溫度出現(xiàn)較大差異，尤其是在大體積混凝土澆筑完成后的3d～5d時(shí)，更是會(huì)產(chǎn)生明顯變化，裂縫問題隨之出現(xiàn)。由此可見，這種水泥水化熱帶來的影響必然也就極為突出，并且普遍存在于所有大體積混凝土施工中。

1.2 內(nèi)外約束條件的影響

對(duì)于大體積混凝土的施工建設(shè)，其出現(xiàn)裂縫問題還和內(nèi)外約束條件存在著較為密切的聯(lián)系，這在整個(gè)大體積混凝土施工過程中普遍存在。結(jié)合這種內(nèi)外約束條件的變化，一般在大體積混凝土澆筑初期壓應(yīng)力比較小，相應(yīng)彈性模量小，松弛度比較大，而隨著大體積混凝土澆筑完成后的不斷變化，其必然容易表現(xiàn)出較為明顯的拉應(yīng)力變化，進(jìn)而也就容易在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中形成較為明顯的垂直裂縫。這種內(nèi)外約束條件的變化同樣也和大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度變化存在直接聯(lián)系，需要予以關(guān)注。

1.3 外界氣溫變化的影響

在大體積混凝土施工中，裂縫問題的出現(xiàn)不僅和結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的變化存在直接聯(lián)系，往往還和外界溫度變化有關(guān)。比如當(dāng)外界溫度過低時(shí)，也就極有可能導(dǎo)致相應(yīng)大體積混凝土內(nèi)外部溫差過大，最終很可能形成明顯裂縫隱患。

1.4 混凝土的收縮變形

在大體積混凝土施工建設(shè)中，裂縫問題的出現(xiàn)還和混凝土結(jié)構(gòu)的收縮變形有關(guān)，因?yàn)榇篌w積混凝土結(jié)構(gòu)在長期應(yīng)用中很容易出現(xiàn)明顯水分蒸發(fā)現(xiàn)象，進(jìn)而也就會(huì)出現(xiàn)收縮，最終形成較為明顯的裂縫威脅。

混凝土裂縫主要有兩類：（1）表面裂縫：（2）貫穿裂縫：

2 大體積混凝土裂縫控制措施

2.1 大體積混凝土裂縫控制的設(shè)計(jì)措施

（1）大體積混凝土的強(qiáng)度等級(jí)一般在C30左右。

（2）大體積混凝土的特殊部位應(yīng)增配構(gòu)造鋼筋來防止裂縫產(chǎn)生及溫度應(yīng)力對(duì)混凝土造成的影響。

（3）改善外部約束力?？稍诨A(chǔ)下面設(shè)置緩沖的滑動(dòng)墊層，如采用刷熱瀝青或鋪卷材等。

（4）有抗?jié)B要求的基礎(chǔ)大體積混凝土可采取“后澆帶”的方法。

2.2 大體積混凝土裂縫控制的原材料要求

（1）選用低熱（C3A和C3S含量低）、低收縮和堿含量小于0.6%的低堿水泥品種。

（2）粗骨料含泥量小于1%，細(xì)骨料含泥量小于2%。

（3）骨料選擇原則是以自然連續(xù)級(jí)配粗骨料配制混凝土。

（4）摻加適當(dāng)?shù)姆勖夯摇⑼饧觿┑取?/p>

2.3 大體積混凝土裂縫控制的施工措施

大體積混凝土的施工控制措施主要是：

（1）控制混凝土入模溫度。

（2）采用推移式連續(xù)澆筑。

（3）表面采取二次振搗，經(jīng)過反復(fù)多次壓光收面后，待混凝土終凝后開始養(yǎng)護(hù)。

（4）混凝土采取“熱循環(huán)保溫保濕養(yǎng)護(hù)”措施：

“熱循環(huán)保溫保濕養(yǎng)護(hù)”綜合了冷卻法、保溫加熱法、蓄熱水法等優(yōu)點(diǎn)。其基本原理是：在大體積混凝土中預(yù)埋冷卻水管，冷卻水在大體積混凝土內(nèi)部傳熱后用抽水泵將熱水抽到大體積混凝土表面進(jìn)行熱水養(yǎng)護(hù)，熱水在表面養(yǎng)護(hù)冷卻后再循環(huán)進(jìn)入大體積混凝土內(nèi)部，通過控制循環(huán)水的流量來控制大體積混凝土內(nèi)外溫差，循環(huán)水流量的大小與溫差監(jiān)測(cè)可也通過計(jì)算機(jī)來控制。

（1）安裝冷卻水管：基礎(chǔ)模板鋼筋安裝好后，在中部將φ50金屬波紋軟管按照“S”型排列在基礎(chǔ)內(nèi)，橫向間距0.6m左右，上下排數(shù)根據(jù)基礎(chǔ)大小而定，用鐵絲將金屬波紋軟管綁扎在構(gòu)造鋼筋上綁牢，金屬波紋軟管的進(jìn)口和出口分別穿出模板并露出模板一段距離。

（2）安裝測(cè)溫裝置：在基礎(chǔ)中部每隔2m設(shè)置一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，在每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的混凝土澆筑面下0.07m處、中間位置、距離底部0.1m處分別安裝測(cè)溫管，如果用計(jì)算機(jī)控制就安裝溫度應(yīng)變裝置。

（3）循環(huán)水裝置安裝：準(zhǔn)備容積在1m?的鐵水桶作為蓄水池，將冷卻水管的進(jìn)水管口與抽水泵的出水口相連，并在接口處安裝一個(gè)閘閥。抽水泵的進(jìn)水口直接放到蓄水池內(nèi)。冷卻水管的出水口直接接到基礎(chǔ)表面的一個(gè)角上，在基礎(chǔ)表面的出水口對(duì)角安裝一根φ75的溢流管，溢流管流出的水直接流到蓄水池里面。在基礎(chǔ)模板制作和安裝時(shí)，基礎(chǔ)周邊必須高處基礎(chǔ)澆筑面0.1m以上，且模板拼縫應(yīng)嚴(yán)密，如果不嚴(yán)密可以用防火膠泥封堵。

（4）熱循環(huán)保溫保濕養(yǎng)護(hù)：基礎(chǔ)收面完成混凝土終凝后，先在蓄水池里加水，然后開啟閥門啟動(dòng)抽水機(jī)直到溢流管的水回到蓄水池，且蓄水池也有一定高度的水位后停止加水，接下來后安排專人進(jìn)行測(cè)溫，在澆筑完的前3天內(nèi)每隔1h測(cè)1次溫差，后幾天可以每隔2h測(cè)1次溫差，主要測(cè)量基礎(chǔ)各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的中間點(diǎn)和表層點(diǎn)的溫差，表層點(diǎn)和環(huán)境溫差，相鄰兩個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫差，將每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的實(shí)測(cè)溫度做好記錄，并繪制出降溫曲線。當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫差值超過25℃要將冷卻水進(jìn)水口的閥門開大，使冷卻水管的流速增大以此來降低溫差，在冬季如果在最大流速的情況下還不能降低溫差，則要采取在基礎(chǔ)表面覆蓋薄膜等保溫措施。當(dāng)基礎(chǔ)降溫過快時(shí)，可采用減小冷卻水流速或者在基礎(chǔ)表面覆蓋薄膜等措施。如果采用計(jì)算機(jī)控制，則各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度采集、溫差的計(jì)算、降溫曲線繪制由計(jì)算機(jī)來完成，當(dāng)溫差超過容許值時(shí)計(jì)算機(jī)將報(bào)警，也可以通過聯(lián)動(dòng)裝置自動(dòng)啟動(dòng)循環(huán)泵，以達(dá)到降低溫差的目的。

混凝土大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)該適當(dāng)延長一般都要養(yǎng)護(hù)14天以上，在熱循環(huán)保溫保濕養(yǎng)護(hù)7天后當(dāng)基礎(chǔ)中間溫度與環(huán)境溫度相差小于20℃后可以停止，以后的養(yǎng)護(hù)可以采取灑水養(yǎng)護(hù)或者覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)。

（5）合理組織施工：在施工過程中精心安排混凝土澆筑時(shí)間，在高溫季節(jié)施工時(shí)，混凝土澆筑時(shí)間盡量安排在夜間進(jìn)行，白天要有遮陽等降溫措施，以減少混凝土溫度回升。在雨季要搭設(shè)防雨棚。冬季在比較寒冷的地方要搭設(shè)保溫棚。

結(jié)語

綜上所述，對(duì)于大體積混凝土施工技術(shù)的有效應(yīng)用，其在當(dāng)前建筑工程中的應(yīng)用越來越常見，也確實(shí)表現(xiàn)出了較為理想的作用價(jià)值，但是需要重點(diǎn)圍繞相關(guān)裂縫問題進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保能對(duì)裂縫從各個(gè)方面入手進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，合理運(yùn)用“熱循環(huán)保溫保濕養(yǎng)護(hù)措施”同樣有助于裂縫控制，確保施工質(zhì)量。

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