混凝土面板裂缝的施工控制

2011-12-21朱听义河南省水利第一工程局

河南水利与南水北调 2011年16期

关键词：细度粉煤灰水化

□朱听义（河南省水利第一工程局）

混凝土面板裂缝的施工控制

□朱听义（河南省水利第一工程局）

裂缝是面板混凝土常出现的一种缺陷，面板混凝土裂缝的出现和发展将影响大坝的耐久性和正常使用。原材料的合理选择，合理的施工控制措施，可有效地减少和避免面板混凝土裂缝的出现。Ⅱ期及以后浇筑的混凝土面板，经逐块排查，未出现裂缝，取得了良好的效果。

裂缝；施工控制；混凝土

一、引言

玛迦应急补源工程，属大（2）型水库，浆砌石面板坝，面板厚度2.0～1.2m，设计分仓尺寸长9.0m、高4.0m。面板混凝土浇筑根据施工进度安排分十期浇完，一期面板混凝土于2008年9至10月份之间先期分仓浇筑完毕，2009年3月发现面板出现了基本上垂直于长边的裂缝，裂缝宽度0.05～0.1mm，5月再次排查，裂缝宽度在0.15～0.2mm之间，且经过现场检测多属贯穿性裂缝。为此停止了面板混凝土浇筑，会商裂缝产生的原因。根据裂缝特征分析，认为面板混凝土裂缝属环境温差变化引起的冷缩裂缝，提出了以“减少水化热、内外温差，抗缩防裂”为原则的裂缝控制措施，加强对混凝土原材料的控制和混凝土施工工艺控制，进行施工配合比优化。

二、材料要求

（一）水泥的选择

依据收缩机理，水泥石的收缩与其相组成及水化相的孔隙结构、水的表面张力有关，可能与之相关的水泥技术性质包括强度等级、细度、碱含量和矿物组成等，这些因素同样对混凝土的抗拉强度、变形模量等力学性能产生影响。对水泥的选择应以细度、碱含量为控制重点。若水泥过细，比表面积大，水泥水化速度迅速，早期水化过高；若水泥中碱含量高，则K+、Na+离子增多，增大了液相的表面张力，导致水泥石收缩显著增大。因此，要选择低碱水泥，使水泥中碱含量＜0.6%。经过筛选，选择工程附近水泥厂家生产的P.O 42.5级水泥，实测碱含量0.56%，质量检测结果见表1。

表1 P.O 42.5级水泥质量检测结果表

（二）掺合料的选择

粉煤灰作为传统的混凝土掺和料，由于它具有活性效应、形状效应、填充效应，在混凝土中加入一定量的Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰，不仅可以部分取代水泥，降低水泥水化热，提高后期强度，而且可以改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土抗渗性能。选择Ⅰ级F类粉煤灰，通过平板抗裂试验，掺量为25%，实测碱含量1.2%。平板抗裂试验结果及粉煤灰质量检测结果见表2、表3。

表2 粉煤灰掺量对水泥石开裂性能的影响表

表3 粉煤灰质量检测结果表

（三）外加剂的选择

为减缓浇筑速度，有利于散热，改善混凝土和易性，减少单位用水量和水泥用量，采用MS型缓凝减水剂；为提高面板混凝土抗裂防水性能，掺入6%的SJM-3型抗裂防渗增强剂。外加剂的质量品质符合GB8076-2008《混凝土外加剂》标准要求。

（四）细骨料的选择

严格按照规范规定的砂质量标准，控制砂的细度模数、含泥量和泥块含量。由于砂中含泥过多，会增加混凝土的用水量，同时对混凝土有干湿体积变化的破坏作用。面板混凝土用砂宜选用含泥量＜1.5%，泥块含量＜0.5%的中砂。工程用砂为当地河床开采的天然砂卵石，经过现场筛分得到天然砂，实测含泥量1.2%，泥块含量0.2%，细度模数2.70。

（五）粗骨料的选择

面板混凝土用粗骨料宜选择孔隙率小，级配良好的粗骨料。根据面板截面尺寸、配筋的疏密等，粗骨料选择二级配，并通过振密试验选择紧密密度最大的级配为最佳级配，二级配最佳级配为：（5～20mm:20～40mm）4:6。工程用粗骨料为当地河床天然砂卵石，经过筛分得的天然卵石，中径筛余50%，含泥量0.2%。

三、混凝土配合比的优化选择

混凝土施工配合比根据施工现场情况，尽可能使坍落度最小，单位用水量少，水灰比小，并通过试拌优化确定。面板混凝土施工配合比见表4，试验结果见表5。

表4 面板混凝土C25W 6F150配合比表

表5 C25W 6F150配合比试验结果表

由表5可看出，混凝土施工配合比的抗压强度、抗渗和抗冻性能指标均满足设计要求。

四、混凝土拌合、运输系统

砂石系统所有输送骨料的带机和成品料仓全部加盖遮阳板，避免阳光直接照射，同时也起到遮雨作用。成品骨料堆高，确保取料从料仓底出料，避免从料仓表面取料。

拌合楼料仓内四周全部安装保温材料，确保料仓内的风冷骨料不致冷损失；楼内料仓骨料进行风冷，确保拌合混凝土出机口温低于 17～18℃。

用于运输混凝土的车厢全部加设活动遮盖，避免阳光直接照射车内混凝土，同时加强道路维护和运输管理，加快混凝土运输，减少混凝土运输过程中的温度回升。

五、混凝土的浇注

面板混凝土浇注采用“跳仓法”分层浇注，以便加快水泥水化热量散发。在浇注前将与混凝土相接触的模板、钢筋混凝土、坝体浆砌石体等处充分浇水湿润降温，必要时采用遮阳挡风简易装置，以免高温干燥影响。混凝土入仓浇注温度应严格控制，入仓温度不得高于25℃。分层浇注时，每层浇注厚度不超过500mm，并应在下一层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕，否则，层与层将存有较强的内约束作用，影响混凝土的整体性。采用振捣棒振捣时，应做到“快插慢拔”，插点应均匀，不应大于振捣棒作用半径的1.5倍，插入下层混凝土的深度不＜5cm，时间控制在15～30s，避免过振。