1. 前言
    混凝土裂縫控制是工程建設(shè)中技術(shù)上的重點(diǎn)與難點(diǎn)問題。裂縫一旦形成，特別是基礎(chǔ)貫穿裂縫出現(xiàn)在重要的結(jié)構(gòu)部位，危害極大，它會(huì)降低結(jié)構(gòu)的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力，危害建筑物的使用安全。根據(jù)卡塔爾CP1工程IR3、IR4灌溉水池泵站大塊體、大面積、大厚度混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在施工中制定一系列混凝土裂縫控制措施，取得一定的成果。
    CP1工程是卡塔爾市政建設(shè)投資較大的工程，也是中國水利水電建設(shè)集團(tuán)公司最大的跨國工程，合同總額約15億多美元。主要工程內(nèi)容包括8.5km地下公用箱涵、2個(gè)2.5萬m³飲用水池和2個(gè)2.2萬m³的灌溉水池等7個(gè)大型工程項(xiàng)目。其中IR3、IR4灌溉水池泵站是CP1工程的重要分項(xiàng)工程之一，其結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40/20D（D表示最大粒徑，二級(jí)配），底板尺寸55.7×55.7m（長×寬），底板厚度2.6m，總面積為1551m²，共分12塊施工。其中單塊最大澆筑方量超過1200m³。
2.裂縫控制難點(diǎn)
 工程當(dāng)?shù)貙儆跓釒衬畾夂睿谉岣稍铮一炷潦┕ぬ幱趶?qiáng)侵蝕的臨海環(huán)境條件，年平均降水量僅125毫米。高溫季節(jié)4～11月，天氣炎熱潮濕，最高氣溫可達(dá)46℃，最高月平均氣溫34.7℃；低溫季節(jié)12月至次年3月，天氣溫和少雨干燥，白天最高氣溫依然達(dá)到35℃左右，最低氣溫7℃，溫差達(dá)22℃～28℃，晝夜溫差很大，其中3月份月平均氣溫26.8℃。此外，灌溉水池泵站底板最大埋深10m（▽-7.50m左右），常年地下海水水位均在地面下2.5m左右（▽±0.00m左右）。如何在強(qiáng)侵蝕性、高溫差、沙漠海洋性氣候條件下，滿足澆筑大面積、高厚度基礎(chǔ)高性能泵送混凝土的質(zhì)量要求、不產(chǎn)生危害性裂縫，是IR3、IR4灌溉水池泵站混凝土施工的最大難點(diǎn)。
3.裂縫控制措施
3.1. 優(yōu)選原材料
3.1 .1水泥
    水泥用量是混凝土收縮率的重要因素，采用降低水泥用量的方法來降低混凝土的絕對(duì)溫升值，可以使混凝土澆筑后的內(nèi)外溫差和降溫速度控制的難度降低，降低混凝土最高溫升，降低混凝土所受的拉應(yīng)力，也可降低保溫養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用，這是大厚度、大體積高性能混凝土配合比選擇的首要特殊因素。CP1工程選用堿含量不超過0.6%的低熱OPC42.5硅酸鹽水泥，采用低膠凝材料用量控制為380kg/m³，低于國內(nèi)C35～C40高性能混凝土膠凝材料總用量不宜高于450kg/m³的標(biāo)準(zhǔn)，且膠凝材料的抗蝕系數(shù)不大于0.8%，經(jīng)試驗(yàn)確定水泥用量不超過260kg/m³ 。
3.1.2 粉煤灰和硅粉
   根據(jù)卡塔爾規(guī)范規(guī)定，結(jié)合C40/20D高性能混凝土溫控要求（混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)溫度不超過30℃，內(nèi)部最高溫度不超過70℃，內(nèi)外溫差不超過25℃），混凝土中摻入適量的摻合料，降低混凝土水化熱同時(shí)保證高性能混凝土電通量、滲透性、氯離子含量、硫酸根離子含量的特殊要求（見表2）。通過試驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)比較確定選用上海和印度產(chǎn)粉煤灰和硅粉，其摻量分別控制為120kg/m³ 和26kg/m³。
3.1.3 外加劑和水
高性能混凝土中摻加一定用量外加劑，根據(jù)BS（英國）、ASTM（美國）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)特殊要求，外加劑選用必須同時(shí)滿足“外加劑不含氯離子、其他幾項(xiàng)指標(biāo)亦同時(shí)滿足要求”兩個(gè)條件。通過對(duì)產(chǎn)自第三國的四種外加劑試驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，最終選定約旦生產(chǎn)的PC-240高效減水劑，其摻量控制不超過1%。
拌和用水經(jīng)檢驗(yàn)選用當(dāng)?shù)乜芍苯语嬘玫娘嬘盟母黜?xiàng)質(zhì)量指標(biāo)滿足要求。
3.1.4 砂石骨料
   骨料的物理力學(xué)性能、化學(xué)成份直接或間接影響高性能混凝土性能。選用5～10mm、10～20mm連續(xù)級(jí)配粗骨料，細(xì)度模數(shù)2.80-3.00的中砂，砂、石含泥量控制在1％以內(nèi)，并不得混有有機(jī)質(zhì)等雜物且無潛在硅-堿反應(yīng)，杜絕使用海砂。該國家絕大部分陸地處于沙漠化，因地下巖石長期受到氯鹽水的侵蝕，早已形成強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)。所以，經(jīng)試驗(yàn)檢驗(yàn)確定選用骨料從迪拜購買，巖性有硬質(zhì)輝長巖和石灰?guī)r兩種，其各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)滿足要求。
3.2高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)
按照BS（英國）、ASTM（美國）及DIN(德國)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合CP1工程特殊規(guī)范要求，根據(jù)我們多年混凝土配合比設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)對(duì)0.35、0.34和0.33不同水膠比高性能混凝土試驗(yàn)結(jié)果比較，選定采用0.33的水膠比，利用相對(duì)較低的水泥用量，大摻量粉煤灰、硅粉，外加劑摻和料等技術(shù)配制出抗氯離子滲透能力較高的高性能混凝土。因IR3、IR4底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土氯離子總量（包括水泥、粉煤灰、硅粉、粗細(xì)骨料、水、外加劑等所含氯離子含量之和）控制應(yīng)不超過膠凝材料總量的0.1%。混凝土配合比設(shè)計(jì)參數(shù)見表1，其耐久性試驗(yàn)結(jié)果見表2，其他各項(xiàng)指標(biāo)經(jīng)檢驗(yàn)也均滿足特殊規(guī)范的特殊要求。該混凝土配合比設(shè)計(jì)于2008年11月份經(jīng)業(yè)主、咨詢單位批復(fù)后并投入本工程使用至今。
表1                      C40/20D高性能混凝土配合比參數(shù)

水膠比	粉煤灰摻量（%）	用水量（kg/m3）	水泥（kg/m3）	粉煤灰（kg/m3）	硅粉（kg/m3）	砂率 （%）	PC-240摻量（%）	要求坍落度（mm）
0.33	30	132	254	120	26	40	0.95	100～150

表2                          C40/20D高性能混凝土耐久性指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果

序號(hào)	檢測(cè)項(xiàng)目	齡期（d）	對(duì)應(yīng)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求	執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求	檢測(cè)結(jié)果
1	混凝土電通量(C)	28	≤1500	≤800	368
2	混凝土滲透性(mm)	28	≤8	≤5	2.6
3	氯離子含量(%)	28	≤0.2	0.1～0.2	0.1
4	硫酸根離子含量(%)	28	≤4.0	≤4.0	3.5

注:對(duì)應(yīng)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求是指在L1環(huán)境、100年使用年限同等條件下對(duì)應(yīng)的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求。