摘要：大體積混凝土的主要特點就是體積大,一般實體最小尺寸大于或等于1m。它的表面系數比較小,水泥水化熱釋放比較集中,內部溫升比較快。混凝土內外溫差較大時,會使混凝土產生溫度裂縫,影響結構安全和正常使用。

　　關鍵詞：大體積混凝土 施工 裂縫

　　一、在施工過程中存在的問題

　　施工過程中容易產生溫度裂縫,大體積混凝土裂縫產生的原因:

　　1.水泥水化熱。水泥水化過程中放出大量的熱,且主要集中在澆筑后的2-5d?左右,從而使混凝土內部溫度升高。尤其對于大體積混凝土來講,這種現象更加嚴重。

　　2.混凝土的收縮。混凝土在空氣中硬結時體積減小的現象稱為混凝土收縮。混凝土在不受外力的情況下的這種自發變形受到外部約束時(支承條件、鋼筋等),將在混凝土中產生拉應力,使得混凝土開裂。引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮3種。在硬化初期主要是水泥水化凝固結硬過程中產生的體積變化,后期主要是混凝土內部自由水分蒸發而引起的干縮變形。

　　3.外界氣溫、濕度變化。大體積混凝土結構在施工期間,外界氣溫的變化對裂縫的產生有著很大的影響。混凝土內部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結構的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關系,外界氣溫愈高,混凝土的澆筑溫度也就會愈高;如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內外溫度梯度。

　　二、避免產生裂縫的方法

　　1.選用水化熱低的水泥品種水。泥應盡量選用水化熱低、凝結時間長的水泥,優先采用硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸盆水泥、粉煤灰硅酸盆水泥、火山灰質硅酸鹽水泥等。但是,水化熱低的礦渣水泥的析水性比其他水泥大,在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現象不僅影響施工速度,同時影響施工質量。

　　2.優化混凝上配合比,摻加外加料和外加劑,減少水泥用量外加劑的種類繁多,但一般常用的有兩種:木鈣減水劑和活性粉料-粉煤灰。摻木質素磺酸鈣(簡稱木鈣)減水劑(水泥用量的0.25%),可延遲水化熱釋放速度,熱峰也有所降低,可以緩凝,在大體積混凝土中可以避免冷接縫,提高工作性及流動性,對收縮及抗拉強度幾乎沒有影響。摻粉煤灰能改善混凝土的粘塑性,還可降低水化熱約15%(摻水泥用量的15%)。

　　3.大體積混凝土的骨料控制粗骨料宜采用連續級配,細骨料宜采用中砂。粗骨料應選取粒徑大、強度高、級配好的骨料,以獲得較小的空隙率及表面積,從而減少水泥的用量,降低水化熱,減少干縮,減小混凝土裂縫的開展。

　　4.改善約束條件,削減溫度應力。在大體積混凝土基礎與墊層之間可設置滑動層,如技術條件許可,施工時宜采用刷熱瀝青作為滑動層,以消除嵌固作用,釋放約束應力。

　　5.提高混凝土的抗拉強度。包括:控制集料含泥量。砂、石含泥量過大,不僅增加混凝土的收縮,而且降低混凝土的抗拉強度,對混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制時必須嚴格控制砂、石的含泥量,將石子含泥量控制在1%以下,中砂含泥量控制在2%以下,減少因砂、石含泥量過大對混凝土抗裂的不利影響;改善混凝土施工工藝。可采用二次投料法、二次振搗法、澆筑后及時排除表面積水和最上層泥漿等方法;加強早期養護,提高混凝土早期及相應齡期的抗拉強度和彈性模量;在大體積混凝土基礎表面及內部設置必要的溫度配筋,以改善應力分布,防止裂縫的出現。

　　6.加強施工過程控制:(1)降溫曲線確定。混凝土水化熱升溫時間很短,大約在澆筑后的2-5d,混凝土的彈性模量很低,基本上處于塑性及彈塑性狀態,約束應力很低。降溫階段,彈性模量迅速增加,約束拉應力也隨時間增加,在某時刻超過抗拉強度便出現貫穿性裂縫。實踐中偏安全地以截面中部的最高溫度降溫曲線代替平均降溫曲線,利用表1的值求近似解。表1的基本條件是:水泥品種為礦渣水泥;水泥標號為425號;水泥用量為275kg/m3;鋼模板。當用其他品種水泥,標號、模板、水泥用量有變化時,將上述數值乘以如下修正系數:tmax=t×=k1×k2×k3×k4。式中:k1、k2、k3、k4、為修正系數。(2)嚴格控制混凝上的入模溫度在30℃以下。(3)埋設冷卻管,在第一批開始混凝土初凝時由專人負責往冷卻管內注入涼水降溫,通過冷卻排水,帶走混凝土體內的熱量。(4)澆筑混凝土時,采用薄層澆筑,控制混凝土在澆筑過程中均勻上升,避免混凝土拌和物堆積過大高差,混凝土的分層厚度控制在20-30cm。(5)如結構物厚度較厚,一次澆筑混凝土方量較大時,采用分層澆筑,通過增加表面系數,利于混凝土內部散熱,分層厚度1.5m左右,層間間隔時間5~14d之間。(6)加強振搗,以期獲得密實的混凝土,提高密實度和抗拉強度,澆筑后,及時排除表面積水,進行一次抹面,防止早期收縮裂縫的出現。(7)混凝土澆筑后,搭設遮陽布棚,避免陽光曝曬承臺表面。(8)混凝土澆筑后,混凝土表面用上工布覆蓋保溫,并灑水養生,使硅緩慢降溫、緩慢干燥,減少混凝土內外溫差。

　　三、施工工藝

　　主要從澆筑的方面出發,除應滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實完畢外,還應考慮結構大小、鋼筋疏密、預埋管道和地腳螺栓的留設、混凝土供應情況以及水化熱等因素的影響,常采用的方法有以下幾種: (1)全面分層:即在第一層全面澆筑全部澆筑完畢后,再回頭澆筑第二層,此時應使第一層混凝土還未初凝,如此逐層連續澆筑,直至完工為止。采用這種方案,適用于結構的平面尺寸一般不宜太大,施工時從短邊開始,沿長邊推進比較合適。必要時可分成兩段,從中間向兩端或從兩端向中間同時進行澆筑。 (2)分段分層:混凝土澆筑時,先從底層開始,澆筑至一定距離后澆筑第二層,如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數較多,所以澆筑到頂后,第一層末端的混凝土還未初凝,又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案適用于單位時間內要求供應的混凝土較少,不象第一種方案那樣集中。這種方案適用于結構物厚度不太大而面積或長度較大的工程。 (3)斜面分層:要求斜面的坡度不大于1/3,適用于結構的長度大大超過厚度3倍的情況。混凝土從澆筑層下端開始,逐漸上移。

　　參考文獻:

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　　[2]馮廣淵.建筑施工技術.冶金工業出版社.

　　[3]嚴喜康.土木工程施工.中國建材出版社.

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