钢筋混凝土裂缝的控制与大体积混凝土的热功处理

么伟涛

摘要：结合实际工程，笔者钢筋混凝土裂缝的控制措施，并且大体积混凝土的热功处理进行了计算，实践证明，工程施工效果良好。

关键词：钢筋混凝土裂缝大体积热工处理

中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号：

1 工程概况

某高层建筑内核心筒为钢骨混凝土结构，其椭圆平面尺寸为17m×14m（椭圆外墙内壁尺寸），高度为145.60m。核心筒外墙厚度从底部的900mm厚逐渐变化至顶部的500mm厚，混凝土强度由C70变化至C40；沿周边设置14根构造型钢以加强外墙的刚度，改善混凝土的收缩和压缩变形；内墙厚度分别为300mm和400mm两种，沿竖向截面不变。钢外筒24根钢管混凝土立柱为圆锥形柱，柱截面由底部（＋6.80）的钢管直径2m连续渐变至顶部（＋124.00）的1.2m，柱内填充C60混凝土。

2 钢筋混凝土工程施工质量控制

2.1 原材料选择的控制 采用由预制混凝土供应商为主，项目部为辅的控制方式：混凝土搅拌站与项目部签订合同，共同严格执行规范《预拌混凝土》（GB/T14902-2003）；混凝土搅拌站与项目部共同精心选择由所需混凝土性能决定的用于制造工程中混凝土的原材料，保证本工程所用的一切材料、设备和技术均符合合同文件所规定的种类及标准，并对材料、设备和技术等质量负责。此外，所有混凝土原材料及外加剂、掺合料必须经业主、监理、设计认可后方可使用。

需要注意的是，外加剂、掺合料与水泥的施工配合比、掺量必须通过试验确定(通过对混凝土搅拌站的合同条款的明确规定,要求搅拌站必须严格按照试验确定的配合比进行供货)，并小心控制混凝土拌合物中各种材料的碱含量，使混凝土中的最大氯离子含量小于0.06%；尽量使用非碱性骨料，使每立方米混凝土拌合物的含碱总量不大于3kg，避免混凝土由于碱集料反应而导致膨胀开裂。此外，选用可耐高温的掺合料，以避免高强度混凝土爆裂。

2.2 混凝土搅拌和运输时的控制措施 施工工艺技术对高强泵送混凝土的影响：首先是搅拌。搅拌的目的除了使混凝土达到均匀混合之外，还要达到使其强化、塑化的作用。本工程采用强制式搅拌机二次投料工艺拌合。二次投料法是先拌合砂浆，再投入粗骨料，制成混凝土混合料。

在泵机操作中应注意以下几点：

2.2.1 在混凝土泵送过程中，宜保持送料的连续性，尽量避免送料中断。若遇混凝土供应不及时，那么应放慢泵送速度。在泵送过程中受料斗内应保持充盈，以防止吸入空气。若吸入空气，应立即转泵，将混凝土吸回料斗内，等去除空气后再转为正常泵送。

2.2.2 在混凝土正常泵送过程中，应设法让输送管内的混凝土拌合物处于均匀分布的运动状态。

另外，混凝土泵使用完毕后，应及时清洗，输送管也应清洗干净，以防混凝土残留在管道中影响下一次混凝土输送。

2.2.3 由于需要泵送454m高的混凝土，在此过程中可能会发生管道堵塞，从而引起混凝土离析而损害到混凝土的特性，因此必须保证泵送混凝土具有足够的压力。特选择2台由三一重工生产的HBT90CH-2122D型混凝土输送泵。这种输送泵具有超过20MPa的压力，能够通过特制的泵管将混凝土以每小时30m3的速度送至接近480m的高空，完全能够满足本工程的混凝土施工需要。

2.2.4 值得注意的是混凝土在拌和之后，由于运输时间较长，坍落度损失较大，且易出现混凝土拌合物离析或分层现象，此时决不允许添加任何拌和水，以免降低混凝土的强度。而应采用二次添加外加剂的方法，即在搅拌站先掺入70%的用量，到运送至施工现场后再添加30%（实际操作时后添加的量应由预先试验确定），以减少坍落度损失，同时最大限度地降低水灰比。此时应对混凝土拌合物进行二次搅拌，将后添加的外加剂掺入混凝土搅拌运输车中，然后快速运转，搅拌均匀后，经测定坍落度符合要求后方可投入使用。

2.2.5 再则，混凝土运至浇筑地点时的温度，最高不宜超过35℃，最低不宜低于5℃。混凝土运至卸料地点时，还应检测其稠度。所测稠度值应符合设计和施工要求。其允许偏差值为±30mm。

2.2.6 由于混凝土的和易性随运输时间的延长而降低，所以应尽量缩短运输时的延续时间，保证混凝土在初凝前浇筑完毕。

2.3 混凝土浇筑与振捣的控制措施

2.3.1 底板大体积混凝土采用斜面式分层浇捣，利用自然流淌形成斜坡，由远到近自下而上逐层沿混凝土的流淌方向连续浇筑。通过减小浇筑层的厚度和采用合理的浇筑顺序，来加快混凝土在凝结初期的水泥水化热的散失，从而降低混凝土的中心温度。浇筑完成的混凝土应尽可能晚拆模，且拆模后的混凝土表面温度不应在短时间内下降15℃以上。

2.3.2 钢管混凝土采用高位抛落无振捣法浇筑。高位抛落无振捣法是利用混凝土下落时自身所产生的动能来达到振实混凝土的目的。但由于管内混凝土的浇灌质量无法直观检查，故施工时要严密组织施工，明确岗位责任制，增强操作人员的责任心，以此避免混凝土裂缝的产生。

每次浇筑混凝土前（包括施工缝），应先浇筑一层厚度为10～20cm的与浇筑混凝土强度等级相同的水泥砂浆，以免因自由下落的混凝土粗骨料产生的弹跳现象使得施工缝处的混凝土在浇筑后出现裂缝、蜂窝及麻面等缺陷。

2.3.3 核心筒混凝土采用“分层浇筑，循序前进，一次到顶”的方法浇筑。每次浇筑混凝土前（包括施工缝），也应先浇筑一层厚度为10～20cm的与浇筑混凝土强度等级相同的水泥砂浆。

为预防早期塑性裂缝的产生，可采用二次振捣和表面修整的方法。二次振捣的时间在头次振捣后0.5h左右，即混凝土尚处于塑性状态时。再根据振捣环境条件的不同应控制及时把握二次振捣的时机；此方法可以提高混凝土的浇筑密度，尽量多的消除结构构件四周的水泡和缩水裂缝。浇筑后通过及时排除表面积水，加强早期养护，加强混凝土的浇灌振捣，可达到提高混凝土密实度和提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量的效果。

2.4 混凝土的养护控制措施 在混凝土浇筑之后，应采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温的时间和速度，从而充分发挥混凝土的“应力松弛效应”；加强对混凝土的测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时对混凝土内的温度变化进行控制。使其内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内。同时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不致过大，以有效的控制结构裂缝的出现；另外在基础完成后还应及时回填土，以避免其侧面长期暴露。

采取“双控计算”措施，即在浇筑混凝土前按施工条件和拟采取的防裂控制措施，计算出混凝土可能产生的最大降温收缩拉应力，并测量出其内外温差及内部应力变化。通过采取保温养护措施，将内外温差控制在25℃范围内，使各阶段降温时混凝土的累积拉应力小于该龄期混凝土允许的抗拉强度，以实现对裂缝的控制。

3 大体积混凝土的热功计算