隨著建筑施工技術(shù)飛速發(fā)展,現(xiàn)代建筑中經(jīng)常涉及到大體積混凝土施工,如高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等,其主要特點是體積大,表面小,水泥水化熱釋放較集中,內(nèi)部溫升較快。當混凝土內(nèi)外溫差較大時,會產(chǎn)生溫度裂縫,影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用,所以必須從根本上加以分析,來保證施工的質(zhì)量。
大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度的不同,分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫3種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫,最終形成貫穿裂縫。它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面,可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性,其危害性較嚴重。而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面,也有一定危害性。表面裂縫一般危害性較小,但也影響外觀質(zhì)量。出現(xiàn)裂縫并不是絕對地影響結(jié)構(gòu)安全,它有一個最大允許值。處于室內(nèi)正常環(huán)境的一般構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.3毫米;處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境的構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.2毫米。對于地下或半地下結(jié)構(gòu),混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當裂縫寬度在0.1~0.2毫米時,雖然早期有輕微滲水,但經(jīng)過一段時間后,裂縫可以自愈。如超過0.2~0.3毫米,則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以,在地下工程中應(yīng)盡量避免超過0.3毫米貫穿全斷面的裂縫。如出現(xiàn)這種裂縫,將大大影響結(jié)構(gòu)的使用,必須進行化學(xué)灌漿加固處理。            
大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫,一方面是混凝土內(nèi)部因素:由內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的;另一方面是混凝土的外部因素:結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點間的約束,阻止混凝土收縮變形,混凝土抗壓強度較大,但抗拉能力卻很小,所以溫度應(yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時,即會出現(xiàn)裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內(nèi),一般不會影響結(jié)構(gòu)的強度,但卻對結(jié)構(gòu)的耐久性有所影響,因此必須予以重視和加以控制。而產(chǎn)生裂縫的主要原因有水泥水化熱、外界氣溫變化和混凝土的收縮等造成。 
如何控制這幾方面對結(jié)構(gòu)耐久性的影響呢?  
一、大體積混凝土的配合比設(shè)計  
1.水泥的選用:應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時間長的水泥,優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。 
2.粗細骨料:粗骨料宜采用連續(xù)級配,細骨料宜采用中砂。大體積混凝土在保證混凝土強度及坍落度要求的前提下,應(yīng)提高摻合料及骨料的含量,以降低單方混凝土的水泥用量。 
3.減水劑:為滿足和易性和減緩水泥早期水化熱發(fā)熱量的要求,宜在混凝土中摻入適量的緩凝型減水劑。除加入減水劑外,有些混凝土還要根據(jù)需要加入其他外加劑,如引氣劑、膨脹劑、泵送劑等。 
4.除以上3點外,還要適當降低原材料的溫度。  
二、大體積混凝土的澆筑與振搗  
澆筑方案,除應(yīng)滿足每一處混凝土在初凝前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實完畢外,還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、預(yù)埋管道和地腳螺栓的留設(shè)、混凝土供應(yīng)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完畢后,再回頭澆筑第二層,此時應(yīng)使第一層混凝土還未初凝,如此逐層連續(xù)澆筑,直至完工為止。這種方案適用于結(jié)構(gòu)平面尺寸不太大,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(shù)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(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少,結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長度較大的工程。 
3.斜面分層。要求斜面坡度不大于1/3,適用于結(jié)構(gòu)長度大大超過厚度3倍的情況;炷翉臐仓䦟酉露碎_始,逐漸上移;炷恋恼駬v也要適應(yīng)斜面分層澆筑工藝,一般在每個斜面層的上、下各布置一道振動器。上面的一道布置在混凝土卸料處,保證上部混凝土的搗實。下面一道振動器布置在近坡腳處,確保下部混凝土密實。隨著混凝土澆筑的向前推進,震動器也相應(yīng)跟上。