论文部分内容阅读
摘要：随着大体积混凝土结构在工程领域的应用越来越多，混凝土浇筑中的裂缝控制是也成为长期困扰人们的一个难题。尤其对大体积混凝土裂缝控制而言，一方面它们混凝土体积大，另一方面这些部位混凝土标号相对较高，因此更易开裂。裂缝会加速混凝土碳化和钢筋锈蚀，并产生恶性循环，严重破坏混凝土结构的安全性和耐久性，裂缝控制显得更为重要。本文对大体积混凝土底板浇筑裂缝防治措施进行分析，并探讨实际工作中的相应解决措施。
关键词：大体积混凝土；裂缝；混凝土浇筑；养护
中图分类号：TU37文献标识码： A
在以往这类大体积混凝土施工中，因水泥水化热所引起的温度应力剧烈变化而导致混凝土浇筑块体发生有害裂缝，给混凝土基础结构强度、整体性、抗震性及耐久性造成严重隐患。为了控制上述有害裂缝，目前国内外在大体积混凝土施工中经常采取两种施工方法：一是设置伸缩缝以及水平分层或垂直分块和跳仓浇筑等。它的明显不足是增加了施工难度，有技术间隙，延长了施工周期。二是一次性连续浇筑而不留施工缝的方法，采用这种施工方法，必须有效地控制大体积混凝土中水泥水化热引起的温升，严格控制混凝土内外温差，降温速度及控制混凝土强度发展过程中的收缩，同时要采取结构有效措施，才能提高混凝土的抗裂能力。
大体积混凝土一次性浇筑时，大体积混凝土温度控制的目的就是对混凝土的初始温度（浇筑温度）和混凝土内部的最高温度进行人为的控制。温度控制措施必须建立在严密的科学基础上，温度控制的内容包括材料的选择、混凝土的配合比（特别是水泥用量）、原材料的预冷却、浇筑层的厚度与方法以及采取的养护手段、后期保护等。以上几个因素是相互依存又相互影响的，其中混凝土养护时的温度控制尤为重要。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，更主要是通过人工的温度控制，防止因温度变形引起混凝土结构的开裂。它不仅有温度控制的要求，而且还应计算出各龄期的混凝土内的温度应力。只有采取“双控制”的方法，才能最大限度的避免混凝土结构出现开裂缝的情况。为此，必须根据工程结构、材料特征、外界气温及施工具体条件而定。
2、基础大体积混凝土裂缝产生的原因
基础大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。同时，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天（升温阶段）。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。
3、防止裂缝的措施
3.1 材料选择
（1）C35混凝土配合比的最小胶凝材料用量不小于300kg/m3，最大胶凝材料用量不大于400kg/m3。
（2）混凝土中需掺入减水剂、膨胀剂、引气剂等外加剂，各品种的掺量应经试验确定，其质量应符合国家或行业标准一等及以上的要求。各种外加剂混合使用时，应先测定它们之间相容性。
（3）石子粒径采用5 ～ 40mm连续级配，严格控制针片状含量，含泥量≤0.5%。采用中粗砂，含泥量≤2%。
（4）控制混凝土入模温度不大于28℃，不小于15℃，冬季施工要严格控制入模温度不得小于25℃。
3.2 技术措施
（1）混凝土的运输
混凝土采用混凝土罐车运输，现场的混凝土采用泵车完成垂直和水平运输，使混凝土运输到指定浇筑面。在局部地方临时道路与结构边线距离较远，泵车臂不够长的地方采用地泵泵送的方式。
（2）混凝土的浇筑
为了确保底板混凝土不出现施工冷缝，所以采用斜坡浇筑技术“由远至近，薄层浇筑，一次到顶的方法浇筑。浇筑过程中，应经常观察变形缝、施工缝模板、钢筋、预埋件和预留洞的情况，当发现有变形、移位时，应立即停止浇筑，并立即采取措施在已浇筑的混凝土凝结前修整完好。混凝土表面，应适时用木抹子磨平搓毛两遍以上，必要时，还应先用铁滚筒压两遍以上，以免产生收缩裂缝，并及时保温和养护。
在混凝土浇筑时，应派专人根据混凝土的先后浇筑时间记录，该部位的浇筑开始时间、浇筑完时间，并根据混凝土的缓凝时间，确定上一层混凝土的浇筑插入时间，避免出现混凝土冷缝。施工缝表面凿毛并清理干净，打灰之前先填入2-3cm同混凝土标号相同的水泥砂浆。
混凝土施工时，准确掌握混凝土的初凝时间，在混凝土初凝前浇筑完，防止混凝土冷缝的出现。
混凝土浇筑表面的泌水应及时排除，可采用覆盖干燥土工布吸收混凝土表面泌水。混凝土终凝前要进行二次抹压并采用土工布覆盖，边覆盖边抹压。最后一次抹压时，采取“边掀开，边抹压、边覆盖”的措施，土工布与混凝土表面要严密粘贴，以抑制混凝土由于塑性沉陷和表面失水过快而产生的非结构性表面裂缝。
混凝土浇注毕、表面泌水已处理，并刮平后，二次振捣用平板振捣器或振动棒滚动振捣，二次抹压时不可在混凝土面撒水，而应将混凝土内部浆液挤压出来，用于表面混凝土湿润抹压。
（3）变形缝及施工缝的处理
變形缝处设置中埋式钢边橡胶止水带，施工缝处设置20m宽的钢板止水带，施工缝浇筑混凝土必须振捣充分，保证止水带与混凝土咬合实心密实，振捣时严禁振捣棒触及止水带。前一施工段浇筑完，后浇段开始前，做好防水止水带的焊接，清除钢筋表面的混凝土浆，凿毛施工缝表面，在浇筑混凝土前水湿润，并在原混凝土表面刷一道同原混凝土标号相同的水泥浆。
（4）加强混凝土测温养护
为确保基础混凝土的浇筑质量，应随时掌握混凝土内部的温度变化，以便及时采取必要的保温措施，同时也为掌握拆模时间提供依据，因此，对大体积混凝土必须进行测温，测温方法是用Ф32的钢管，底端封口埋入混凝土内部，管头漏出表面30mm。孔位避开墙体钢筋，布置10处测温点，并对测温孔进行编号作好标识。测温时采用混凝土电子测温仪，分别测出混凝土的下部、中部、上部及表面、大气温度等，测温孔位置及测温孔大样见测温方案。
测温的时间间隔在混凝土内部温升阶段每2h测一次，混凝土温度下降阶段每4h测一次。在测温过程中发现混凝土内外温差超过20℃时并有增大趋势，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，并缩短测温间隔时间，至温差呈缩小趋势，确保温差不超过25℃。
在大体积混凝土施工温度控制中，必须充分考虑寒潮、气温年变化及气温日变化的影响，计算其温度应力，并结合内外温差控制要求，采取相应的保温措施。在顶层混凝土开始降温时先在表面覆盖一层薄膜，不使其透风漏气、水份蒸发、散失并带走热量，以此来保持混凝土表面的温度；同时在塑料薄膜上盖以草袋，用草袋湿水来保证混凝土的湿润；气温较高时还可采取蓄水养生。采取这些措施后，可减少混凝土表面的热扩散，延长散热时间，减少混凝土中心与表面及外部环境的温差，防止温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生温差裂缝和表面干缩裂缝，同时也保证了水泥的水化作用在良好潮湿环境下进行，使混凝土早期抗拉强度较快上升。
4、结束语
总之，大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，只要严格施工规范，在优化配合比设计，改善施工工艺，提高施工质量，做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效技术措施，坚持严谨的施工组织管理，完全可以保证大体积混凝土施工质量的控制措施。
关键词：大体积混凝土；裂缝；混凝土浇筑；养护
中图分类号：TU37文献标识码： A
在以往这类大体积混凝土施工中，因水泥水化热所引起的温度应力剧烈变化而导致混凝土浇筑块体发生有害裂缝，给混凝土基础结构强度、整体性、抗震性及耐久性造成严重隐患。为了控制上述有害裂缝，目前国内外在大体积混凝土施工中经常采取两种施工方法：一是设置伸缩缝以及水平分层或垂直分块和跳仓浇筑等。它的明显不足是增加了施工难度，有技术间隙，延长了施工周期。二是一次性连续浇筑而不留施工缝的方法，采用这种施工方法，必须有效地控制大体积混凝土中水泥水化热引起的温升，严格控制混凝土内外温差，降温速度及控制混凝土强度发展过程中的收缩，同时要采取结构有效措施，才能提高混凝土的抗裂能力。
大体积混凝土一次性浇筑时，大体积混凝土温度控制的目的就是对混凝土的初始温度（浇筑温度）和混凝土内部的最高温度进行人为的控制。温度控制措施必须建立在严密的科学基础上，温度控制的内容包括材料的选择、混凝土的配合比（特别是水泥用量）、原材料的预冷却、浇筑层的厚度与方法以及采取的养护手段、后期保护等。以上几个因素是相互依存又相互影响的，其中混凝土养护时的温度控制尤为重要。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，更主要是通过人工的温度控制，防止因温度变形引起混凝土结构的开裂。它不仅有温度控制的要求，而且还应计算出各龄期的混凝土内的温度应力。只有采取“双控制”的方法，才能最大限度的避免混凝土结构出现开裂缝的情况。为此，必须根据工程结构、材料特征、外界气温及施工具体条件而定。
2、基础大体积混凝土裂缝产生的原因
基础大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。同时，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天（升温阶段）。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。
3、防止裂缝的措施
3.1 材料选择
（1）C35混凝土配合比的最小胶凝材料用量不小于300kg/m3，最大胶凝材料用量不大于400kg/m3。
（2）混凝土中需掺入减水剂、膨胀剂、引气剂等外加剂，各品种的掺量应经试验确定，其质量应符合国家或行业标准一等及以上的要求。各种外加剂混合使用时，应先测定它们之间相容性。
（3）石子粒径采用5 ～ 40mm连续级配，严格控制针片状含量，含泥量≤0.5%。采用中粗砂，含泥量≤2%。
（4）控制混凝土入模温度不大于28℃，不小于15℃，冬季施工要严格控制入模温度不得小于25℃。
3.2 技术措施
（1）混凝土的运输
混凝土采用混凝土罐车运输，现场的混凝土采用泵车完成垂直和水平运输，使混凝土运输到指定浇筑面。在局部地方临时道路与结构边线距离较远，泵车臂不够长的地方采用地泵泵送的方式。
（2）混凝土的浇筑
为了确保底板混凝土不出现施工冷缝，所以采用斜坡浇筑技术“由远至近，薄层浇筑，一次到顶的方法浇筑。浇筑过程中，应经常观察变形缝、施工缝模板、钢筋、预埋件和预留洞的情况，当发现有变形、移位时，应立即停止浇筑，并立即采取措施在已浇筑的混凝土凝结前修整完好。混凝土表面，应适时用木抹子磨平搓毛两遍以上，必要时，还应先用铁滚筒压两遍以上，以免产生收缩裂缝，并及时保温和养护。
在混凝土浇筑时，应派专人根据混凝土的先后浇筑时间记录，该部位的浇筑开始时间、浇筑完时间，并根据混凝土的缓凝时间，确定上一层混凝土的浇筑插入时间，避免出现混凝土冷缝。施工缝表面凿毛并清理干净，打灰之前先填入2-3cm同混凝土标号相同的水泥砂浆。
混凝土施工时，准确掌握混凝土的初凝时间，在混凝土初凝前浇筑完，防止混凝土冷缝的出现。
混凝土浇筑表面的泌水应及时排除，可采用覆盖干燥土工布吸收混凝土表面泌水。混凝土终凝前要进行二次抹压并采用土工布覆盖，边覆盖边抹压。最后一次抹压时，采取“边掀开，边抹压、边覆盖”的措施，土工布与混凝土表面要严密粘贴，以抑制混凝土由于塑性沉陷和表面失水过快而产生的非结构性表面裂缝。
混凝土浇注毕、表面泌水已处理，并刮平后，二次振捣用平板振捣器或振动棒滚动振捣，二次抹压时不可在混凝土面撒水，而应将混凝土内部浆液挤压出来，用于表面混凝土湿润抹压。
（3）变形缝及施工缝的处理
變形缝处设置中埋式钢边橡胶止水带，施工缝处设置20m宽的钢板止水带，施工缝浇筑混凝土必须振捣充分，保证止水带与混凝土咬合实心密实，振捣时严禁振捣棒触及止水带。前一施工段浇筑完，后浇段开始前，做好防水止水带的焊接，清除钢筋表面的混凝土浆，凿毛施工缝表面，在浇筑混凝土前水湿润，并在原混凝土表面刷一道同原混凝土标号相同的水泥浆。
（4）加强混凝土测温养护
为确保基础混凝土的浇筑质量，应随时掌握混凝土内部的温度变化，以便及时采取必要的保温措施，同时也为掌握拆模时间提供依据，因此，对大体积混凝土必须进行测温，测温方法是用Ф32的钢管，底端封口埋入混凝土内部，管头漏出表面30mm。孔位避开墙体钢筋，布置10处测温点，并对测温孔进行编号作好标识。测温时采用混凝土电子测温仪，分别测出混凝土的下部、中部、上部及表面、大气温度等，测温孔位置及测温孔大样见测温方案。
测温的时间间隔在混凝土内部温升阶段每2h测一次，混凝土温度下降阶段每4h测一次。在测温过程中发现混凝土内外温差超过20℃时并有增大趋势，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，并缩短测温间隔时间，至温差呈缩小趋势，确保温差不超过25℃。
在大体积混凝土施工温度控制中，必须充分考虑寒潮、气温年变化及气温日变化的影响，计算其温度应力，并结合内外温差控制要求，采取相应的保温措施。在顶层混凝土开始降温时先在表面覆盖一层薄膜，不使其透风漏气、水份蒸发、散失并带走热量，以此来保持混凝土表面的温度；同时在塑料薄膜上盖以草袋，用草袋湿水来保证混凝土的湿润；气温较高时还可采取蓄水养生。采取这些措施后，可减少混凝土表面的热扩散，延长散热时间，减少混凝土中心与表面及外部环境的温差，防止温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生温差裂缝和表面干缩裂缝，同时也保证了水泥的水化作用在良好潮湿环境下进行，使混凝土早期抗拉强度较快上升。
4、结束语
总之，大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，只要严格施工规范，在优化配合比设计，改善施工工艺，提高施工质量，做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效技术措施，坚持严谨的施工组织管理，完全可以保证大体积混凝土施工质量的控制措施。