浅析超长结构无缝混凝土浇筑施工技术

【关键词】超长结构；无缝；施工；裂缝；控制；技术 

　　一、混凝土裂缝发生机理简介 

　　混凝土工程产生裂缝的条件与特点介绍： 

　　1、墙体、梁板结构裂缝较多，有些工程墙体裂缝达到每隔3～5m就有一道竖向裂缝。

　　2、混凝土强度等级越高，混凝土裂缝越多。 

　　3、地上楼板混凝土构件裂缝也比较常见，呈不规则状。 

　　4、结构突变处裂缝较多，如楼梯口、门窗、预留洞等。 

　　5、时间性：裂缝出现大大提前，严重时，拆模时就已产生裂缝。目前混凝土开裂多发在早期（施工阶段），一般3～10天，混凝土就产生了大量的裂缝。混凝土后期裂缝原因复杂，在此不一一阐述。 

　　以上所述的裂缝规律并不是因为结构超长引起的，即使结构不超长（已经留置后浇带），上述的裂缝照样经常出现。这些裂缝宽度一般不会超过0.3mm，可以说不影响结构的安全性，但对工程的耐久性和防水性会带来一些影响。 

　　二、超长裂缝结构产生的原因及分类 

　　混凝土裂缝产生的原因是多方面的，情况较为复杂，综合原因很多。工程实践证明，裂缝形成的原因主要有三个方面：变形、荷载及不均匀沉降。一般由温差、收缩、不均匀沉降等引起的变形形成的裂缝占80%，荷载造成的占20%。而对于超长结构、大体积混凝土产生的裂缝主要有以下两种。 

　　1、温差裂缝：大体积混凝土在硬化初期，水泥水化产生大量水化热，使混凝土中心温度急剧增高，而混凝土表面和边界温度受外界气温影响，温度较低，这样形成较大的内外温度差，结果混凝土内部产生压应力，面层产生拉应力，当该拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表面产生裂缝。施工阶段所产生的温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果。 

　　2、收缩裂缝：混凝土浇筑后数日，水泥水化热基本已释放，混凝土从高温逐渐降温，降温结果引起混凝土收缩，再加上由于混凝土内部拌合水分蒸发等引起的体积收缩变形，受到地基和结构本身的约束，不能自由变形，导致产生温度应力（拉应力）。 

　　三、无缝设计的含义 

　　所谓无缝设计是个相对概念，根据结构情况，可无缝或少缝。它不包括沉降缝。它指的是释放收缩应力的后浇带，其设计思路是：抗放兼备、以抗为主的原则。也即用CSA抗裂防水剂或膨胀剂补偿收缩混凝土作为结构材料，在硬化过程中产生的膨胀作用，由于钢筋和邻位约束，在结构中建立少量预压应力σ。 

　　考虑结构强度的安全，膨胀不能太大，且在硬化14d基本结束。经研究，CSA替代水泥量8～12%范围内，对强度不影响，其膨胀率ε2=（2～3）×10-4， 在配筋率υ=0.2～0.8%下，可在结构中建立0.2～0.7Mpa预压应力，这一预压应力大致可以补偿混凝土在硬化过程中产生温差和千缩的拉应力，从而防止收缩裂缝，或把裂缝控制在无害裂缝范围内。 

　　四、控制裂缝的措施 

　　防止超长结构、大体积混凝土出现温度裂缝应从两方面出发，一方面应从控制温度、改善约束，即从减少温度应力着手；另一方面应尽可能设法提高混凝土抗裂能力，改善混凝土自身性能。 

　　1、合理选择原材料，优化混凝土配合比：选择混凝土原材料，优化混凝土配合比的目的是使混凝土具有较高的抗裂能力，具体来说，就是要求混凝土绝热温升较小，抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、热强比较小，自生体积变形小。 

　　（1）水泥品种选择及数量要求：水泥水化产生的水化热是大体积混凝土发生温度变化而导致体积变化的主要根源。由于矿物成分及掺合料含量的不同，水泥的水化热差异较大。水泥活性和强度等级增加，其收缩量显著增高、收缩周期长。 

　　（2）掺用混合材料：掺加粉煤灰等掺合料可以降低水泥用量，从而有效降低水化热的峰值温度，推迟水化热温峰的出现时间；还可以改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土的可操作性，同时具有明显的经济效益。 

　　（3）掺外加剂：宜采用缓凝型高效减水剂，以达到降低水泥用量、降低水化升温、推迟了水化热峰值出现的时间、提高砼工作性等目的。 

　　（4）掺用抗裂剂：TB-CSA的掺入不仅能补偿混凝土的收缩，而且能降低10～15%左右的水化热，更重要的是能降低砼的综合温差，使砼内部温度与环境温度控制在25℃以内，避免混凝土由于温差过大而产生裂缝。 

　　（5）使用混凝土抗裂纤维：混凝土的塑性开裂主要发生在混凝土硬化之前，特别是混凝土浇注后4～5小时内，此阶段由于水分的蒸发转移，而引起混凝土内部塑性裂缝的产生。 

　　2、合理进行温度控制：混凝土允许的内外温差与混凝土材料的抗拉强度有关。如混凝土质量好，抗拉强度高，就能抵抗较大的温度应力。通过大量工程的实践和理论研究，当混凝土结构内外温差控制在25℃以下时，混凝土一般不会因温度应力过大而使结构物产生早期的裂缝，因此，必须对混凝土内外温度进行控制。 

　　3、分缝分块浇筑：分缝分块有两方面的目的：一方面为了便于施工，将尺寸较大的结构物逐块逐层地进行浇筑；同时为了防止裂缝，增加了散热面，减小了应力约束，加快了热量释放，从而减小了收缩应力，并保证层与层浇筑间隔不超过砼初凝时间。 

　　五、结语 

　　通过工程实践我们认识到：依据工程实际情况合理布置膨胀加强带、正确选择膨胀剂、优选混凝土配合比至关重要，是大体积超长结构抗裂技术重要的支撑，而混凝土浇筑施工、养护等关键环节是实现大体积超长结构抗裂的重要手段，二者缺一不可，需要我们不断加大对此类问题的研究，为提高建筑物承建质量献计献策，总之，膨胀剂技术的优越性在超长混凝土浇筑施工中作用明显，在建筑土建工程中得到广泛使用，有着很大的应用前景，施工企业应该多了解建筑市场上的新技术，新工艺，新产品，并在具体施工中加以使用，以提升施工企业的整体技术水平和科技含量。 

　　参考文献： 

　　[1]丁园、赵健.混凝土施工概述.北京.高等教育出版社.2009.04. 

　　[2]刘凯.混凝土裂缝控制措施研究.学术论坛.2009.11. 

　　[3]朱亚楠.高层建筑混凝土浇筑养护技术分析.山西建筑科技.2010.10.