摘 要:大体积混凝土工程的施工技术要求比较高,特别是在施工中要防止混凝土因为水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料的选择、施工时段的选择、技术工艺措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证各种大体积混凝土工程的顺利施工。
　　关键词:大体积混凝土 水化热 应力裂缝 温度控制
　　中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)11(a)-0086-01
　　1 大体积混凝土裂缝形成的原因及防裂措施
　　1.1 大体积混凝土裂缝形成的原因
　　大体积混凝土裂缝产生的原因可分为两类:一类是结构型裂缝,是由外荷载引起的,包括结构计算中主要应力以及次应力造成的受力裂缝。二是材料型裂缝,是由非受力变形变化所引起的,主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。下面主要探讨材料型裂缝。具体原因如下。
　　1.1.1 温度应力引起裂缝(温度裂缝)
　　温度裂缝产生主要原因是由于温差造成的。温差可分为以下三种:混凝土浇注初期,产生大量水化热,由于混凝土是热的不良导体,水化热积聚在混凝土内部不易散发,使混凝土内部温度较高,而混凝土表面温度为室外环境的温度,这就形成了内外温差,当这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力超过混凝土抗拉强度时,就会导致混凝土产生裂缝;另外,在拆模前后,表面温度降低很快,造成了温度陡降,也会导致裂缝的产生;当混凝土内部达到最高温度后,热量逐渐散发而达到最低温度,它们与最高温度的差值就是内部温差;这三种温差都会产生温度裂缝。在这三种温差中,以水化热引起的内外温差为主。
　　1.1.2 收缩引起裂缝
　　收缩有很多种,包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。
　　1.2 防止裂缝的措施
　　1.2.1 优选原材料
　　温差主要是由水化热产生的,所以减小温差就要尽量降低水化热,为了降低水化热,要尽量采取早期水化热值低的水泥,由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数,要降低水泥的水化热,主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数,所以,在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外,在不影响水泥活性的情况下,要尽量使水泥的细度适当减小,因为水泥的细度会影响水化热的放热速率。试验表明比表面积每增加100cm2/g,1d的水化热增加17J/g～21J/g,7d和20d均增加4J/g～12J/g。
　　1.2.2 掺加粉煤灰
　　为了减少水泥用量,降低水化热并提高和易性,可以把部分水泥用粉煤灰代替,掺粉煤灰主要有以下目的:①粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物,这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应,可以取代部分水泥,从而减少水泥的用量,降低混凝土的热胀。②由于粉煤灰颗粒较细,能够参加二次反应的面积大大增加,在混凝土中分布的更加均匀。③粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构,使混凝土中总的孔隙率降低,孔结构进一步的细化,分布更加合理,使硬化后的混凝土更加致密,相应的收缩值也减少。
　　1.2.3 加入外加剂
　　加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会,外加剂对混凝土收缩开裂性能有以下影响:(1)减水剂对混凝土开裂的影响。(2)缓凝剂对混凝土开裂的影响。
　　1.3 采用合理的施工方法
　　1.3.1 混凝土的拌制
　　(1)在混凝土拌制过程中,要严格控制原材料的计量,同时严格控制混凝土得出机塌落度。(2)要尽量降低混凝土拌合物的温度,拌合物可采取以下两种降温措施:一是送冷风对拌和物进行冷却,二是加冰水拌合,一般要使新拌混凝土的温度控制在6℃。
　　1.3.2 混凝土浇注、拆模
　　(1)混凝土浇注过程中的质量控制。(2)浇注时间的控制。(3)混凝土拆模时间控制。
　　1.3.3 做好表面隔热保护
　　混凝土浇注后,由于表面比内部散热快,会形成内外温差,表面收缩受内部约束产生拉应力,但这种拉应力通常很小,不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。但是如果此时受到冷空气的袭击,或者过分通风散热,使表面降温过大就很容易导致裂缝的产生,所以在混凝土在拆模后,特别是低温季节,在拆模后应立即采取表面保护,防止表面降温过大。
　　1.3.4 养护
　　混凝土浇注完毕,应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润,这样既能减少外界高温倒灌,又能防止干缩裂缝的产生,促进混凝土强度的增长。一般在浇注完毕后12h～18h内立即开始养护,连续养护时间不少于28d或设计龄期。
　　1.3.5 通水冷却
　　若是在高温季节施工,则要在初期采用通制冷水来降低混凝土的最高温度峰值,但要注意,通水时间不能太长,因为时间过久会造成降温幅度过大而引起较大的温度应力。为了削减内外温差,还应在夏末秋初进行中期通水冷却,中期通水一般采用河水或自来水,通水历时两个月左右。
　　
　　2 大体积混凝土蜂窝麻面产生原因及处置措施综述
　　2.1 混凝土结构表面蜂窝麻面形成的原因
　　(1)混凝土含气量过大,并且引气剂质量不佳。(2)混凝土配合比不当,导致混凝土过于黏稠,振捣时气泡很难排出。(3)由于混凝土的和易性比较差,产生离析泌水。
　　2.2 解决混凝土内部不利因素的方法
　　(1)选择使用优质的引气剂。优质的引气剂在混凝土中引入的气泡直径宜在10～200μm,气泡表面能比较高,气泡在混凝土中分布均匀。(2)降低混凝土的黏稠度。适当调整混凝土水灰比、含砂率、胶结材料用量以及外加剂的组分,改善混凝土的黏稠性,也能提高混凝土结构层的质量。(3)控制新拌混凝土和易性。如果混凝土离析泌水,要严格控制振捣时间,必须适时进行复振。(4)如果水泥中含有引气组分,在拌制混凝土时应在其中加入消泡剂。例如加入适量的磷酸三丁脂、有机硅消泡剂以及表面张力低于30dyn/cm的许多助剂,都可以消除其中的气泡。
　　
　　3 混凝土的养护
　　(1)混凝土浇筑及二次抹面压实后要立即覆盖保温,应先在混凝土表面覆盖二层草席,然后在上面覆盖一层塑料薄膜。(2)新浇筑的混凝土水化速度较快,盖上塑料薄膜后可进行保温养护,防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝,同时可避免草席因吸水受潮而降低保温性能。(3)柱、墙的插筋部位是保温的难点,要注意盖严,以防止造成温差较大或受冻。(4)停止保温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后,方可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉,使混凝土散热。
　　
　　4 大体积混凝土浇注期间的主要管理措施
　　(1)拌制混凝土的原材料均需要进行检验,合格后方可使用。同时要注意各项原材料的温度,以保证混凝土的入模温度与理论计算值基本相近。(2)在混凝土搅拌站设专人掺入外加剂,掺量控制要准确。(3)施工现场对商品混凝土要逐车逐次进行检查,测定混凝土的坍落度及温度,检查混凝土量是否相符。混凝土温度应严格控制,同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。(4)混凝土浇筑应连续进行,间歇时间不得超过3h～5h,同时已浇筑的混凝土表面温度在未被新浇筑的混凝土覆盖前不得低于相关规定。(5)试验部门设专人负责测温及保养的管理工作,发现问题应及时向项目技术负责人汇报。(6)浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清扫干净。(7)加强混凝土试块制作及养护的管理,试块拆模后应及时编号并送入标养室进行养护。
　　
　　参考文献
　　[1] 龚召熊.水工混凝土的温控与防裂[M].北京:中国水利水电出版社,1999.
　　[2] 覃维祖.混凝土的收缩、开裂及其评价与防治[J].混凝土,2001.