[12-11 16:58:43] 来源：http://www.tmgc8.com 桥梁工程 阅读：3884次
江苏江都建设西安公司副总工程师/肖庆生
【摘要】 炎热的夏季，由于阳光直射，气温高，空气干燥，水分蒸发快，会导致新浇筑的混凝土干燥快，凝结速度快，甚至出现假凝，强度降低，并会产生干缩裂缝等现象。本文从众多能造成大体积混凝土裂缝的末端因素中，确定了7个要因，制定的对策措施，实践证明行之有效。成功地控制了C55P8级大体积基础承台的混凝土裂缝，这项QC小组活动成果，荣获省级QC成果一等奖和 “全国工程建设优秀质量管理小组”称号。
【关键词】 夏季、高温、空气干燥、温度应力裂缝、塑性收缩变形裂缝、温差、远程测温、循环换热水管、蓄水养护、复振、三遍抹压。
1.前 言
随着自然环境的变化，全球温室效应的增强，与上个世纪相比，西安地区的夏季明显提前和延长。2005年西安市气象局实测到的夏季最高气温为42℃，湿度还不足60%。
在炎热的夏季，由于阳光直射，气温高，空气干燥，水分蒸发快，会导致新浇筑的混凝土干燥快，凝结速度快，甚至出现假凝，强度降低，并会产生干缩裂缝等现象。特别是大体积、高强度的混凝土，这种现象更为严重。这些裂缝影响了砼结构本身的质量，严重的会危及结构寿命。
因此，在夏季施工混凝土工程，针对混凝土本身的高强度、薄截面，或者是大体积，环境气温高、空气干燥、水分蒸发快，同时还可能伴有高温天气的暴雨，所产生的骤冷等不利于混凝土工程施工的因素，就必须采取科学而有效的技术措施，加以防治。
根据本人多年的施工经验，就如何控制在炎热的夏季浇筑高强度大体积混凝土承台的裂缝，浅谈个人的看法，供业内同仁参考。
2.夏季施工的高强度大体积基础承台混凝土裂缝控制
随着工程建设规模发展，高层和超高层建筑越来越多，高强大体积混凝土基础的裂缝控制，已经是摆在施工企业面前的重要课题。据了解，目前西安地区高层或超高层建筑的基础承台，其混凝土强度基本都在C40～C55之间，例如：西安国际商务中心A座主楼40层基础承台混凝土C50级、B座33层基础承台混凝土C40级；西安高新创业广场基础承台混凝土C55级；目前正在施工的“西北第一高楼”西港国际基础承台混凝土C45级。其厚度一般都在2.0米～3.0米之间。
这类高层建筑的大体积混凝土基础，在冬季和夏季施工，对裂缝控制都存在各自不同的利弊因素：
冬季施工，对其有利的主要因素为混凝土入模温度低，环境温度低，浇筑后的混凝土内部温升速度慢，有利于减小早期温度和应力堆集。但由于冬季的环境温度低，而造成浇筑后的混凝土里表温差大，极易导致混凝土形成裂缝。
夏季施工，对其有利的主要因素是，环境温度高，缩小了混凝土浇筑后的里表温差。但夏季施工大体积高强度混凝土的不利因素，远高于有利方面，主要不利因素有：混凝土入模温度很高，环境温度很高，混凝土浇筑后，早期温升特别快，入模温度和水化热产生的温度叠加，致使混凝土内部温升的峰期来得更快，温度的堆积更高。在这种情况下，环境温度高和混凝土内部温差小的优势，只能显现在混凝土浇筑初期很短的时间内（混凝土内部温度大于25℃＋混凝土表面湿度），这个阶段一过，由于大体积混凝土的内部高温引起混凝土表面的温度不断升高，表面水分蒸发加快，夜间气温下降又形成了温度阶梯，最终导致混凝土里表温差大于25℃，造成结构裂缝。
我公司施工的西安高新创业广场基础承台大部分厚1.80米，局部厚3.60米，C55P8级混凝土，为当时国内少见的在夏季施工的高强大体积混凝土，浇筑日最高气温39℃。针对这一特殊工程，我们首先把控制这个基础混凝土裂缝作为课题，进行QC小组活动，咨询了省内外有关专家，调查了西安开发区内几个类似高层建筑的基础承台裂缝的原因，最终通过科学方法确定了夏季施工高强大体积混凝土，导致裂缝的要因和对待措施如下：www.tmgc8.com
2.1、混凝土内部水化热高，研配低水化热混凝土的对策：高强度大体积混凝土的水泥用量大，这是常规获得混凝土强度的途径。但是，水泥用量大，水化热就大，混凝土内部温度就高，内外温差就大，这正是大体积高强混凝土造成裂缝的主要内在因素。
施工前采取的措施是，委托西安建筑科技大学建材研究所，模拟计划浇筑期的气候条件，研配了大掺量粉煤灰的低水化热混凝土，每立方米C55P8混凝土仅用42.5级普通硅酸盐水泥300㎏。极大地降低了早期水化热的生成。湿度巡测结果显示，最大厚度截面处的最高温度为65.30℃。与国际商务中心的承台C40混凝土的最大温度62.10℃相比，应该说这个配合比的研配是非常成功的，为这块大承台的混凝土成功地控制了裂缝起到了极为重要的作用。
2.2、控制混凝土入模温度：混凝土的入模温度是原材料温度＋搅拌升温＋运输过程升温＋泵送管内摩擦升温的总和。可以控制温度的环节，第一是原材料温度，第二是泵送管内摩擦升温。采取的对策措施是，搅拌站对专用砂石堆覆盖防止砂石蓄热，搅拌水用地下深井水，控制混凝土的出厂温度；第二用棉毡将泵送管包裹，防止太阳直晒，不断用凉水冲湿降温。这样力求把入模温度控制在可能达到的范围。
2.3、混凝土内部温升速度和内外温差情况测试不准确、不及时。应用了微机控制的大体积混凝土远程测温技术测温的对策：这块大承台的混凝土裂缝控制，应用了微机控制的大体积混凝土远程测温技术，委托西安建筑科技大学建材研究所进行专业技术服务，在承台内共埋设了9个测温点，应用大体积混凝土温度远程测试监控系统，从混凝土浇筑前24小时开始测试内循环水降温系统的水温开始，到承台核心部位的混凝土温度降到35℃止，共210小时。其测试过程，随时准确地了解承台各个部位的温度，及时指导调节承台内温度。同时在混凝土内部温度峰值后的降温阶段，非常准确地指导了降温速率的控制。做到了升温、降温、内外温差、降温速率直观明了，温度控制自如，为防止因温差而造成的裂缝发挥了关键作用。
2.4、大体积混凝土内部温升无法控制，采用设置单元式循环降温水管，控制温升和降温速率：根据我公司施工多个高强大体积承台的施工经验，厚度2.00米以内的承台在中部设一层DN＝50㎜的单元式循环换热水管（图-1），在电梯井的底坑部位再设一层（图-2）。循环水排管的间距根据计算确定，混凝土强度等级越高，循环水排管的间距越小，通常C40、C45级取1.20米，C50、C55级取≯1.00米。根据基础结构的形状，结合浇筑的速度，科学地划分单元，每单元的进出水管均安装温度计和控制阀门（图-1）。各个单元有单独的换热水箱，换热水箱用于调节循环水温度，循环水为水泵强制循环（图-3）。
由于埋设在大体积混凝土内的单元式循环换热降温排管，其循环水温和流速都是可以控制和调节的，当电子远程测温系统反映出某一个单元部位的温差或降温速率过大时，调整循环降温水管的换热水温度和流速，非常准确地及时调整和控制了内部温度，保证内外温差控制在25℃以内，同时也比较合理地控制了混凝土内部温升峰值以后的降温速率。成功地控制了大体积混凝土承台因温差过大和降温速率过大而引起的裂缝。
2.5、干缩裂缝，采取严密覆盖，滴灌保湿的对策：
承台的外表面积很大，为防止浇筑平整后的混凝土表面早期脱水而产生干缩裂缝，在混凝土浇筑前安装了滴灌干管，当承台面混凝土整平收面后，立即将滴灌软管布置到位，再将塑料簿膜严密覆盖其上，当混凝土表面固化形成浆膜时，立即打开阀门以滴灌的方式，对承台表面进行补水保湿，直到24小时后承台面可以蓄水养护为止。这种方法避免了人为踩踏没强度的混凝土表面而留下脚窝，又可以不揭开严密覆盖的塑料簿膜，就可以及时而适量的补充水份。避免了夏季浇筑混凝土通常发生的早期缺水形成的干缩裂缝（图-4）。
2.6、蓄水养护，保温又保湿：
大承台的侧面高度一般都较大，模板拆除后，侧面的养护是个薄弱环节，我们QC小组经过调查分析认为，大体积混凝土内部温度相当高，而侧面混凝土不能及时得到补充水份养护，极其容易发生水平裂缝，因此制定的对策措施是，侧模采用木制多层胶合板，周边高出承台面20㎝（图-5），混凝土浇筑24小时后，将高出承台面的20㎝模板框内蓄满热循环水养护。而由于混凝土凝结硬化后和胶合板之间会形成缝隙，就成了向承台侧表面补水的自然通道，上表面的蓄水不断向下漫延，再加之木制胶合板吸水后本身就是一种理想的潮湿养护层。这样整个大承台的外表面都浸泡的养护水之中，巧妙地解决了夏季浇筑混凝土施工的保温保湿矛盾。同时这种蓄水的办法，又消除了人工对承台侧面浇水养护的不及时性和不可靠性。成为防止混凝土裂缝的一项重要措施。www.tmgc8.com
2.7、适时复振，三遍抹压，消除塌陷裂缝：
大体积混凝土的浇筑厚度都比较大，由于泵送混凝土的坍落度大，振实后的混凝土在初凝前由于自重的沉实，会在承台表面的钢筋网下面形成水气凝聚，同时在混凝土自身自然的下沉过程中，混凝土拌合物又会受到钢筋的阻滞，此时混凝土的重力会自动压迫混凝土中的气体向外排出，在混凝土初凝前，这种现象会一直进行下去，这样到了混凝土初凝时，混凝土表面又会形成坑洼不平的网格状平面，甚至会出现塑性收缩裂缝。这种混凝土的表面不密实和塑性收缩变形裂缝的发生，会加速混凝土表面的失水速度，这样会使混凝土表面的塑性收缩变形裂缝进一步加剧，尤其是在高温和大风并存的天气环境下，这种情况极易出现。因此在混凝土初凝前，用平板振动器进行二次复振，复振后再分三遍用木抹子搓平压实，这种做法可使混凝土表面进一步平整密实，同时消除了已经产生的塑性裂缝。
3.结束语
本文所讲的混凝土裂缝，通常是指肉眼可见的裂缝，即规范所指的“有害裂缝”，而不是微观裂缝。现浇混凝土的裂缝，特别是高强大体积混凝土在夏季施工，裂缝是很难控制的。但我们只要在施工前，对具体工程的设计和现场情况，进行认真的分析，进一步完善设计抗裂，针对夏季这个特殊的施工环境，分析施工过程可能导致混凝土裂缝的各种因素，找出主要因素，制定科学的对策措施，编写出详细的施工方案，必要时组织专家对方案进行论证，以求进一步完善。认真组织施工，各项对策措施责任落实到人，每项对策实施后及时总结，发现问题及时纠正，按照质量改进 “PDCA” 的法则，不断总结，不断提高。大体积高强混凝土有害裂缝，会得到有效的控制。
