建筑工程大体积混凝土施工防裂缝控制及实践探讨

2015-11-04谢明明

建材与装饰 2015年38期

关键词：温差体积裂缝

谢明明

（柳州市建筑工程集团有限责任公司　广西柳州市　545006）

建筑工程大体积混凝土施工防裂缝控制及实践探讨

谢明明

（柳州市建筑工程集团有限责任公司广西柳州市545006）

本文在结合工程实例的基础上，对建筑工程大体积混凝土裂缝产生的原因进行了分析，然后根据大体积混凝土的施工特点，简要介绍了预防建筑工程大体积混凝土出现裂缝的技术控制措施。

大体积混凝土；裂缝原因；实践

引言

在混凝土施工过程中，有很多原因都会造成裂缝，在一定程度上影响着混凝土的质量，进而影响到外观，甚至降低结构的承载力，影响结构的稳定性、耐久性、安全性。通过分析裂缝的形成原因，采取有效的措施对裂缝进行控制和预防，尽最大的能力降低混凝土施工裂缝，保证施工质量，提高整体结构的稳定性和耐久性。

1　大体积混凝土裂缝产生的原因

大体积混凝土裂缝主要有两种：①结构型裂缝；②材料型裂缝。结构型裂缝是由外荷载引起的一种受力裂缝，外荷载包括常规计算中的主要应力，还有其他结构的次应力。材料型裂缝主要是因为温度应力和混凝土收缩引起的，是一种非受力的变形变化。混凝土早起出现的裂缝，一般不是由外力作用引起的，外力作用主要有结构荷载与施工荷载等。大部分都是因为间接原因造成的，比如因为受到了温度的影响或者出现了收缩变形影响。

在混凝土凝结硬化时，由于在水化热的作用下，混凝土的温度逐渐升高，混凝土的体积也逐渐变大。因为混凝土在基础部位，会受到岩石的保护，所以混凝土没有出现变形的情况，并且还形成了压应力。处于这个时期的混凝土，压应力比较小，并且还具有很强的可塑性。时间一长，混凝土的温度开始降低，体积也开始收缩，还与基础岩石紧紧地粘在了一起。此时，混凝土在基础岩石的作用下不再具有收缩的功能，这时混凝土本来拥有的压应力不再发挥作用，而是出现了拉应力。假如拉应力的数值比抗拉极限强度的数值还大，就会致使混凝土出现裂缝。

当然，导致大体积混凝土裂缝产生裂缝的因素还有很多，如水泥品种、掺合料、施工工艺、养护条件、用量、骨料温度以及化学添加剂等。

2　建筑工程大体积混凝土施工中的特点

2.1温度变化特点

水泥在凝固的过程中，会散发出巨大的水化热。在水泥开始凝固时，水泥会快速地散发出热量，随着时间的推移，水泥散发热量的速度会开始变慢。在最初的3d，普通水泥散发出来的总热量占到总水化热的一般以上。大体积混凝土温度变化一般要经历三个时期：升温期、冷却期和稳定期（见图1）。

混凝土在硬化的过程中具有升温速度较快、降温的速度较慢、导热性较差以及温度梯度最大的特点。这时三个临边处，也就是上表面、下表面以及四周侧表面，出现裂缝的可能性最大，同时也是控制混凝土温度裂缝的重点。

图1　大体积混凝土温度变化过程

2.2工作环境特点

在高层建筑地下室施工期间，受到自然环境的影响比较小，例如受到日晒和雨淋等的影响较小。另外，深基坑中的建筑物通风性差、四周的间隙比较小，另外和地面相比，更容易受到昼夜温差的影响。等到模具被拆开后，要抓紧时间回填，这时混凝土的温度就会逐渐下降，最终会和地面的温度保持一致。土壤的导热性能不好，漫长的时间过后，余温自然就会散去。在这个过程当中，混凝土的质量不会被温度的应力影响，因此，不会出现温度裂缝。由此可见，在大体积钢筋混凝土施工的早期，要重视温度对混凝土质量的影响，在混凝土施工的其他时期，就不用太关注温度的影响。

3　大体积混凝土温度裂缝控制技术的实践和探讨

3.1工程概况

某建筑工程是一座现代化程度比较高的住宅小区。该小区的8#、9#、10#连体地下室的建筑总面积是12197m2，其中承台的厚度都在1m以上，最大的承台是14.0m×7.8m×3.2m，底板厚度有360mm。混凝土设计为C35的强度等级，抗渗S8。这项工程的施工要求较高，施工中难度系数较高。本项目为了防止地下室底板出现裂缝问题，专门制定了大体积混凝土的施工方案。

3.2裂缝控制的主要措施

本工程在地下室施工期间，项目部在应用常规裂缝控制技术措施的基础上，还采用了下面几项技术措施，使基础大体积混凝土的温度裂缝的控制取得了成功：

（1）使混凝土的配合比得以优化，把60d混凝土强度当作施工配合比的根据。

为了使大体积混凝土中的水泥水化热得到有效的降低，并且得到了设计单位的大力支持，这项建筑工程在设计和验收的过程中，自始至终将60d混凝土强度作为依据。通过不断地实践，最终实现了优化混凝土配合比的目的（如表1所示），为了能够大幅度地降低大体积混凝土的水泥用量和水化温度，需要将混凝土的成份进行优化，同时可以使浇注后的混凝土内外温差减小，降温速度控制的难度降低，并进一步降低养护费用。

表1　混凝土适配方案

（2）运用混凝土外加剂“四掺”技术：目前，在工程施工的过程中，已经广泛使用了商品混凝土掺合料和外加剂。

（3）做好养护工作：在大体积混凝土施工过程中有一项非常重要的工作，那就是做好大体积混凝土的养护工作。对混凝土进行养护的目的就是要确保混凝土能够一直保持适宜的湿度和温度，并且使温差变化不太大，从而起到增强混凝土强度的效果，减小混凝土出现裂缝的几率。

①表面处理。在对混凝土进行浇筑之后，在表面容易出现一层质地较厚的水泥浆，特别容易出现泌水现象。所以，在混凝土初凝之前，必须要用长尺把混凝土的表面刮平，不留下一点泌水，并且铁滚筒多次地将其表面拍实抹平；②保温养护。需要做到以下两点措施：a.最大限度地防止混凝土表面的热量散失，并且使混凝土表面的温差减小，防止混凝土表面有裂缝出现。b.延长散热时间，混凝土在刚刚施工的时候，拥有较强的强度和一定的松弛性，这时要抓住这个时机来促使温度差的拉力小于其本身的抗拉强度，从而预防裂缝的产生。在浇筑完混凝土后，在其凝固之前要盖上一层塑料薄膜和一层麻袋进行保温，并且不能出现空隙，要确保塑料薄膜中的保持一定的湿度，将混凝土表面的温度和大气温度的温差控制在20℃以内，这时才能撤掉保护膜的覆盖。

（4）混凝土测温：对混凝土进行温度监测控制有助于了解大体积混凝土的升温和降温的变化规律，还有助于了解各种材料在不同条件下湿度的受影响情况。在控制混凝土温度时需要做到以下几点：①对混凝土进行浇筑的时候，一定要控制好里外的温差变化，最好不要超过25℃；②混凝土浇筑体的降温速率应小于等于2.0℃/d；③混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。在测量混凝土温度的时候，一定要使其符合指标规定的数值，当出现差额时，要及时给予温度的调控，防止裂缝的发生。

3.3裂缝控制措施探讨

（1）在拌合混凝土时，选择使用地下水，或者采取一些措施遮挡砂石场地的日光。控制大体积混凝土的温度裂缝的过程中，重点控制对象是混凝土的表面温差和大气二者之间存在的温度差额，另外，还重点控制混凝土的上下表面和中心的温度差额。当将混凝土的拌合物从搅拌机中转移到模板时，虽然会因为时间的不同存在一些温差的不同，但是和大气温度的关系不大。

（2）采用分层分块跳槽的方式浇筑混凝土。这种地下室中的混凝土的浇筑方法的具有的优点是能够帮助混凝土早期水泥水化热进行散热，但是也存在一定的缺点，那就是增加了工期，也使处理施工缝的费用增高了。但是要符合结构受力和地下结构抗渗的标准要求，建议采用从整体上对混凝土进行浇筑，并且保持连续性。

（3）预埋循环冷却水管。在混凝土的浇筑过程中预先埋好冷却水管，这种方法的缺点是损耗一定的人力物力，容易发生混凝土渗漏事故。因此，以上技术措施，虽然可以控制大体积混凝土的裂缝开展，但由于其存在的缺点，在具体特点的实际工程应用中，可能没有预期的效果好。