大体积混凝土干缩裂缝控制措施

分类：建筑工程论文发表 时间：2012-09-06 10:12 关注：(1)

　　摘要：近年来，随着我国建筑业的迅猛发展，越来越多的超大体积混凝土应用于城市建设的各个角落。随着大体积混凝土的广泛应用，大体积混凝土出见许多质量问题，本文针对大体积混凝土干缩裂缝进行探讨。

　　关键词：混凝土;干缩裂缝;措施

　　Abstract: in recent years, with the rapid development of construction industry, more and more large volume concrete used in each corners of the city construction. Along with the wide application of mass concrete, mass concrete out many see quality problems, this article in view of the mass concrete dry crack is discussed in this paper.

　　Keywords: concrete; Dry crack; measures

　　一、大体积混凝土干燥收缩裂缝产生的原因

　　干燥收缩(失水收缩)是由于存在干水泥凝胶中的水分发生的毛细管张力造成混凝土的收缩，即混凝土中存在极细的扎隙(毛细管)，水从中逸出，在这些毛细孔中产生毛细管张力使混凝土产生变形，造成干燥收缩。收缩裂缝的形成，必须存在两个条件：收缩变形和约束。最常见的是施工中养护不当引起的，如受到风吹日晒，表面水分散失过快，体积收缩小，而内部湿度变化很小，收缩也小，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，因此在构件表面产生较大的拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，即产生干缩裂缝。收缩裂缝除与养护有关外，还与振捣、混凝土原材料收缩等有关。混凝土振捣过度，表面形成水泥含量较多的砂浆层，则收缩量过火，容易出现裂缝。采用含泥较大的粉砂配制的混凝土，也会加大收缩，从而容易产生收缩裂缝。干燥收缩裂缝为表面性裂缝，其宽度较小，大多数为0.05mm～0.2mm之间，其走向纵横交错，没有规律性。在较薄的梁、板类构件中，这种裂缝多半沿短方向分布，在整体结构中，这种裂缝多半发生在结构变截面处，平面裂缝多半延伸至变截面部位或块体边缘。

　　二、大体积混凝土干缩裂缝控制措施

　　1、大体积混凝土施工设计要求

　　工程师在设计时，可以适当增配构造钢筋，以提高结构的抗裂性能。若能沿混凝土.表面设置细密的温度收缩钢筋，则可以提高混凝土表面的极限拉伸强度，使混凝土表面由温差、收缩引起的应变均匀分布，当配筋率为1%～2%时，收缩可减少30%～50%。同时，在混凝土配合比设计上要尽量减少水泥用最，优先选用低、中热水泥，尽可能在满足施工工艺的要求下降低水灰比、坍落度和砂率。

　　2、混凝土的原材料选用

　　1)水泥

　　大体积混凝土的温升主要是水泥水化热引起的，1m3混凝土中的水泥用量每增减10kg，其水化热将使混凝土强度下相应升降1℃，因此为控制混凝土温升。降低温度应力，应在满足混凝土强度的前提下尽量减少水泥用量。宜选用水化热较低的水泥，如大坝水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥、以上水泥的含碱量不大于0.6%，对重要的大体积混凝土应根据情况需要考虑水化热测定。

　　2)粗细骨料

　　众所周知，加大粗骨料最大粒径，调整好砂石颗粒级配、减少砂中的泥污含量，这些都是很有利于减少混凝土拌合需水量和水泥量，从而减小混凝土的干缩性和发热性：而带棱角有麻面的碎石则有利于混凝土的抗拉伸性，粗骨料岩石种类也会对混凝土的干缩性和冷缩性发生重要影响。粗骨料宜采用连续级配、线膨胀系数小、表面洁净无弱包裹层，其含泥量按质量计不应大于1%，细骨料宜采用中、粗砂，其含泥量按质量计不应大于2%.细度模数宜为2.6～2.9，严格控制颗粒级配，砂中石粉比例一般在15%～78%之间为宜。

　　3)拌合水量、水灰比及坍落度

　　混凝土拌合水量、水灰比、坍落度等对混凝土的干缩性、发热性产生重要影响，其中含水量的影响程度显著大于水泥量和水灰比。施工在确保混凝土浇筑均匀、振捣密实的前提下，采用较少些的拌合水量，较小的水灰比以及较小些的坍落度(14±2cm)，都是有助于减低混凝土的干缩性。掺加具有减水，增塑，缓凝，引气的泵送剂，可以改善混凝土拌合物的流动性。粘浆性和保水性。由于其减水作用和分散作用，在降低用水量和提高强度的同时还可以降低水化热，推迟放热峰出现的时间，因而减少温度裂缝。

　　4)外加剂

　　外加剂对混凝土的干缩性有一定的影响;通过使用外加剂改善混凝土性能，降低水化热峰值。化学外加剂和矿物外加剂的选用应通过试验确定，以保证其品种，类型。掺量等均与水泥相适应。混凝土中掺入减水剂或引气剂能改善混凝土和易性和提高浇筑成形质量，既能提高混凝土质地的均匀性和密实性，也能提高混凝土的抗拉性和抗裂性。而且混凝土的水泥用量和拌合水量又可相应减少，但这需要严格控制施工质量。例如掺加减水防裂剂的混凝土在保证混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，减少混凝土泌水，减少收缩变形.

　　3、大体积混凝土施工要求

　　大体积混凝上施工前的准备工作，除按一般混凝土施工前必须进行的物质准备、机具准备、技术准备和现场准备外，应根据其施上的特殊性，做好附属材料和辅助设备的准备工作，如冰、冰水箱(池)、真空吸水设备、水泵、测温没备等。施上要点：

　　1)大体积混凝土的施工，一般宜在低温条件下进行，应采取相应的降低温差的减少温度应力的措施。2)混凝土的配制，应严格掌握各种原材料的配合比。混凝土的搅拌时间，自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料止，一般应不少于1.5mins～2min。3)搅拌后的混凝土应及时运至浇筑地点入模浇筑。在运送过程中，要防止混凝土离析、灰浆流失、坍落度变化等现象。如发生离析现象，必须进行人工二次拌合后方可入模。4)大体积混凝土浇筑要求。大体积混凝土的浇筑，应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小，钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况，选用以下二种方法：全面分层。即将整个结构浇筑层分为数层浇筑，当已浇筑的下层混凝土尚未初凝时，即开始浇筑第二层，如此逐层进行，直至浇筑完成。这种方案适用于结构物的平面尺寸不太大的工程，施工时宜从短边开始，沿长边推进，也可分为两段，从中间向两端，从两端向中间同时进行;分段(块)分层。从一端开始浇筑混凝土，适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程。施工时从底进行到一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。斜面分层。适用于结构的长度超过厚度三倍的工程，振捣工作应从浇筑层底层开始，逐渐上移，此时浇筑混凝土摊铺坡度应小于1：3，以保证分层混凝土之间的施工质量。

　　三、大体积混凝土养护及温度监测

　　1、大体积混凝土养护

　　混凝土浇筑后温度大多在2～5d内可达最大值，然后即随体表散热而逐渐降温：降温期中，弹性摸量增高，周变系数减小，混凝土收缩拉应力则有可能增大到引发裂缝的程度。混凝土散热降温通常是以表面向内部发展，表里温差愈大，尤其是温度梯度愈陡，表层较冷，混凝土在内层较热，混凝土约束下所产生的收缩拉应力亦越大，愈容易引发裂缝。混凝土初凝后应按温控技术要求及时采取保湿，保湿养护措施，使表面温度缓缓下降.以减小表里温差。混凝土养护时间不得少于14d，保湿养护措施有覆盖草袋，麻袋，充填塑料泡沫板等;保湿养护措施有喷雾，喷涂养护剂，覆盖塑料薄膜或浇水等。

　　养护过程中遇到高温天气，混凝土初凝前用塑料膜及时覆盖，初凝后换麻袋覆盖：构筑物竖向拆摸后用湿麻布外包塑料膜包裹.宜采用自动喷水，喷雾方式进行。遇到气温骤降的天气，或日平均气温连续5d低于5℃时的混凝土工程或施工现场环境温度低于2℃超过2h，应采取冬期施工措施，及时加强覆盖严密保温。混凝土表面除覆盖塑料薄膜外，上面再覆盖1～2层草袋，促使混凝土强度迅速发展。同时，加强现场监督管理，严禁现场加水，从而减免干缩裂缝的产生.

　　2、大体积混凝土温度监测

　　为确保大体积混凝土工程质量，除合理选择施工方法外，还必须采取混凝土的温度监测，监测前应制定监测方案。温度监测频度在升温和降温阶段的前5d不应少于每2h一次，以后不应少于每4h一次，当混凝土内部温度与外界气温之差连续24h小于25℃时可停止温度监测工作。通过温度监测掌握大体积混凝土水化热高低，不同深度温度场变化，以及早期温差发展规　　一、高校修缮工程的特点

　　1、经常性。高等院校修缮工程主要是针对已有的教学、科研、办公用房和配套设施，由于自然原因，各建筑物、构筑物中设施处于消耗毁损过程中，为了保障学校工作正常运转，必须随时对屋面、水、电、暖、门窗等出现的问题进行及时维修。随着社会经济的高速发展，我国高等教育水平也不断提高，高校的教学研究也不断加宽、提高，原有的实验室、教学设备、设施已不能满足教学的需要，各高校学院纷纷进行实验室的扩建、改建，增加新的水平更高的设备、仪器。于是经常有不同的院系要求改造、装修本系的教学用房。

　　2、集中性。为了保障学校的正常教学、科研和师生生活不受影响，高等院校的修缮工程施工时间主要集中在寒暑假进行，时间相对集中。多是时间紧、任务重。各专业需要互相配合，合理衔接，充分利用时间，有时为了赶在开学之前完工，工人们需要加班加点赶工程。就2010年暑假来说，我校就完成了造价近800万的修缮工程，占全年工程量的80%左右。充分体现了高校修缮工程集中性的特点，由于学校扩招，我们对大四毕业生用过的宿舍在暑假期间进行了四改六(即原来每个房间住四个学生，现在改为住六个)的改造工程，同时把宿舍重新粉刷、加装插座等，准备迎接新生，这些工作都必须在假期完成，平常的日子是不可能去施工的。所以每到假期前的一段时间，都会就假期的一些工程而进行不同的工程招标，确定施工单位，假期进行修缮工程施工。

　　3、内容多、造价小。高校修缮工程每一个项目内容很多且杂，每个项目造价不高，涉及的维修面比较广、专业性强，施工点多，分布零散。如我校做的一个修缮工程项目，屋面雨水口处渗漏，现场勘查后发现是雨水排水管在地埋处有破裂现象，致使屋面雨水无法及时排出，屋顶成了养鱼池，再加上排水口处防水层老化，渗漏现象就不可避免了。施工队伍把地埋雨水管更换，因为地埋雨水管上面铺的是大理石的地面，所以还需要原样恢复。把屋面雨水口重新做防水。几十个雨水口、几段雨水管，造价只有几千元，但涉及土建、安装两个专业，都需要专业人员去做。修缮工程虽然相对来说造价低，工期短，但是施工单位也都必须配备各专业工人，对施工人员的技术水平要求很高。

　　4、结算多超预算。在一些零星修缮工程中，因不可预知的原因，有些工程在施工的过程中会出现突发现象。比如墙面的粉刷工程，有些墙面粉蚀严重，在铲墙皮的过程中铲一点就会带掉一大片，工程量往往会比预算的大，他带动后面工序如刮腻子、刷涂料等工程量相应增加，从而工程造价就会上去。这就要求修缮工程项目管理人员、预算人员有丰富的实践经验，在项目前期概算阶段做好充足的准备。把各种可能出现的情况都考虑进去。

　　5、专业性强。高校修缮工程与一般民房修缮工程有所不同，在一些装修装饰、改造工程中，一些院系对房间改造的专业性要求很高。像我校的一些修缮工程：新闻播音系、音乐与影视院系对教学实验房间要求有很好的隔音效果;水资源研究室对实验室改造有高度密封的要求等等。

　　二、高校修缮工程存在的问题

　　任何事情在发展过程中都会遵循在问题中成长、提升这一客观规律。高等院校的修缮工程项目也不例外。目前高等院校修缮工程存在的主要问题有：

　　1、没有严格的立项审批程序。高校修缮工程项目资金来源主要有学校拨款和各部门创收资金两方面，这就导致了多部门参与修缮工程的管理，对于学校拨款进行的修缮工程项目，由后勤管理处、国有资产管理处、校审计处等部门代表学校进行管理，在实施前会有一套完整的审批手续。但是对于各部门创收的资金，他们在搞修缮工程时，往往会自作主张，“先斩后奏”，认为那是他们自己的钱，想怎么花都行。往往是工程竣工了才补办审批手续。这样使得国有资产处不能及时了解房屋的使用情况，也使得房屋的使用存在安全隐患，造成管理混乱。

　　2、项目实施没有严格执行招投标制度和程序。“公开、公平、公正”的竞争，有助于工程造价的降低和工程质量的提高。现在许多高校的修缮工程虽然也采用公开招投标的形式来确定施工队伍，但是很多工程招标形同虚设，招标制度不完善、招标行为不规范和人为因素的干扰，使得围标、串标、陪标现象屡见不鲜。往往有些高校的很多修缮工程项目长期由某个建筑单位施工，有些高校内长期驻扎着施工队伍，垄断着高校内的修缮工程项目，将许多资金和技术力量雄厚的施工单位排斥在外，不平等竞争问题严重。评标领导小组人员思想老化，认为熟人好办事，用熟了的队伍“听话”。其实不然，新的施工单位更能意识到竞争的残酷性，更能珍惜每一次机会，对保证修缮工程的质量更有益。我校后勤新任领导上任以来，对修缮工程项目的招投标，主张竞争，多用新队伍，开阔眼界，接收新生事物。对我校的修缮工程项目的实施确实起到了推动作用。在激烈的竞争中，有助于降低工程造价，提高工程质量。

　　3、项目实施过程监管力度不够。由修缮工程的特点所决定，修缮工程涉及的知识面很广，施工内容琐碎，专业性强。而目前高校修缮工程项目监管人员很多不是来自土建、安装等相关专业，对修缮工程项目只知皮毛，所以在管理过程中，任由施工单位牵着走，最后导致施工单位多签证、多算量。另一方面有些高校对修缮工程重视不够，修缮工程管理人员缺少，一人身兼数职，也使得工程施工中不能时时监督施工过程，导致工程质量下降，相同的项目反复施工，在人力、物力、财力上造成极大的浪费。

　　4、审计部门只注重结算审计，忽略过程监督。由于许多高校对修缮工程的重视不够，校审计部门只是负责对修缮工程项目竣工验收后的结算进行审计，而对修缮工程的招投标及施工过程一概不管，审计时只注重书面资料，没有现场概念，更别提什么隐蔽工程的验收了。造成施工单位贿赂管理人员签假证、多签证、偷工减料、以次充好，出现不合格工程。出现结算严重超出预算，透支修缮资金。改造过的工程不能达到合理使用年限，重复建设，给国家造成损失。

　　5、保修制度不严谨，不能充分利用保修金。对于工程各部位的保修期限，国家有明文的规定，有些高校对修缮工程的保修制度不能严格执行，常常出现还没有过保修期的工程出问题了，可是没有留保修金，原来的施工单位也不见了的现象。还得重新找队伍施工，对于维修资金也是极大的浪费。

　　作者简介：刘淑萍：1971年10月出生，籍贯山西，工程硕士，现为天津师范大学后勤管理处工程师。