建筑施工论文混凝土防裂方向论文范文

　　本文选自国家级期刊《建筑与文化》，《建筑与文化》由中国出版集团主管、世界图书出版公司主办的集权威性、批判性、专业性、可读性、知识性于一体的专业性期刊。读者对象为国内外建筑房地产设计、开发领域管理人员和专业技术人员；国家和地方政府规划、建设、文物管理等部门的官员；图书馆；大专院校相关专业的教师及学生等。
　　摘要:大体积混凝土冬季施工裂缝是经常发生的事情，特别是北方地区更为突出，其控制问题是一项关键施工技术。本文结合工程实例介绍大体积混凝土冬季施工过程中，在原材料选择、温度控制以及施工工艺设计、施工组织等方面谈谈对混凝土温度裂缝的施工控制技术。

　　关键词:冬季施工,大体积混凝土,裂纹控制技术

　　一、工程概况

　　沈阳市中心大楼是沈阳市标志性建筑，位于沈阳市沈河区北站前金融商务中心区，为商务办公大楼。共54层，地下1-4层是地下停车场及商业网点，建筑总高度约188m,总建筑面积78000m2,基础由钢筋混凝土灌注桩及钢筋混凝土筏板梁组成。筏板混凝土厚度分别为1.2、1.5、1.8、2.4、2.8m厚,混凝土设计标号为C45，抗渗等级要求P8，混凝土总方量约4500m3,按相关《施工技术规范》标准规定厚度属于大体积混凝土结构。混凝土浇筑时间为2009年11月19日至11月25日,气候季节已经进入冬季，室外自然气温最低为-10℃,混凝土施工属于冬季施工。因此,混凝土施工需要针对大体积防冻、防裂缝等问题制定专项施工技术方案，对冬季施工混凝土温度收缩裂缝格外加强控制。

　　二、大体积混凝土产生裂缝的原因分析

　　大体积混凝土在施工阶段产生温度裂缝的主要原因是：一方面由于混凝土内外温度差过大而产生的温度应力引起结构收缩、膨胀变形;另一方面是结构物内外的约束要阻止这种变形,一旦温度应力超过混凝土所能承受的抵抗强度时,即产生裂缝。

　　（一）变形作用

　　引起混凝土结构变形的主要因素有温度差应力、膨胀与收缩变形、结构不匀沉降等因素。这些因素产生的应力超过了混凝土的抗拉抵抗强度,或者认为它们引起的拉应力超过了混凝土极限拉伸时,混凝土就会开裂。混凝土表面裂纹、裂缝容易渗透有害介质，腐蚀钢筋和加速混凝土碳化，不利于结构的耐久性。

　　（二）约束变形

　　如果只有变形而没有约束,混凝土也不会开裂。大体积混凝土基础受到的约束有内约束和外约束两种。内约束是混凝土内部各质点之间的相互影响、相互制约。如混凝土内外产生温差时,内部温度高混凝土要膨胀,外部温度低混凝土要收缩;内外相互制约,使外表面混凝土产生拉应力,此拉应力如果过大,就会使混凝土开裂。外约束是指另一结构物或物体引起的约束,如果混凝土在降温或收缩变形过程中,受到地基或结构边界条件的影响,也会产生拉应力,严重时可导致开裂。

　　三、防止温度收缩裂缝的技术措施

　　（一）控制混凝土配合比

　　混凝土裂纹主要是温升应力引起的。根据混凝土热工计算得出混凝土水化热引起的结构内部最高温度可达60℃左右。为了控制混凝土温升,优先选用低水化热品种水泥，降低混凝土水化热量。优化混凝土施工配合比，最大限度降低水泥用量以及拌合水量。拌合水量过大混凝土收缩量也大。本工程选用矿渣硅酸盐42.5#水泥。泵送混凝土的含砂率控制在40%～44%之间，细骨料选用中粗砂,含泥量不超过3%。粗骨料选择均匀坚固、含泥量小、5～30mm级配优良碎石，含泥量小于1%,针片状含量小于15%。选用大粒径骨料,可减少用水量相应减少混凝土的收缩和沁水现象,同时也可减少水泥用量,降低水化热。在混凝土中掺入适量的粉煤灰替代了部分水泥,降低了水化热量，增加混凝土的和易性和保水性,从而提高混凝土的可泵性。掺入高效泵送减水剂SP402,提高混凝土的和易性,同时减少拌合水量,减低混凝土的收缩性。

　　（二）混凝土的浇注

　　本工程采用商品混凝土，现场设置两台混凝土输送泵,配6～7辆混凝土运输罐车,每辆车6m3,每车在运输时间约40min,混凝土采用缓凝混凝土，初凝时间设计为8h。筏板板体部分最大浇筑速度为50m3/h,平均为37.5m3/h,每天浇筑900m3。混凝土的运输根据现场使用情况由专人负责指挥,及时调整。根据现场实际,采用由远到近,分块分层浇筑,分层厚度400～500mm,混凝土倾斜流淌角度约为1∶5。混凝土浇筑过程中,两台输送泵并列推进,每台泵最大作业宽度15m。现场值班人员根据实际情况记录每处混凝土的浇捣时间,及时安排第二次混凝土浇捣时间,避免出现施工缝。考虑混凝土冬季施工要求,混凝土用热水搅拌,保证出罐温度为8～10℃,入模温度不低于5℃。

　　（三）温度控制

　　1、测温点布设

　　大体积混凝土设置温度跟踪测量点，准确测量温度变化情况。根据结构形式、浇筑顺序及结构特点在不同区域布置测温点。温度监测点布置见图1所示。浇筑较早的地区布点,可较早地掌握该工程的混凝土温度变化规律,并能及时地指挥后续施工和养护工作。

　　2、混凝土保温养护及监控措施

　　混凝土冬季施工最关键的防护措施是保温防冻。必要时采取供暖保温。本工程保温措施采用两层塑料布夹两层草垫子，外罩聚乙烯棚布。即在浇筑结构上覆盖一个大保温棚，浇筑前搭设好支撑框架，浇筑中，随浇筑随着覆盖保温。

　　由于水化热的作用,在混凝土浇筑后的3～5h结构内部开始温升，浇筑后3~5天达到高峰值阶段。在初凝阶段,紧贴混凝土表面覆盖一层塑料薄膜,防止混凝土水分蒸发,以实现混凝土的自然养护,外侧加盖双层草袋及一层塑料薄膜，确保混凝土结构表层最大温差不超过25℃。根据混凝土测温数据以及天气气温变化情况及时增减棚内加热养护措施。棚内的加热措施，采用多台2000w热风幕机，随着气温变化情况开启。

　　混凝土结构的中心部位由于热量聚积,且最不容易散热,温度较高。混凝土表面散热快,温度最低。测温点的布置要能够充分反映结构温度场的变化情况。结构竖向布置3层测温点，即混凝土上表面、混凝土中心(1/2厚度处)和距混凝土底面20cm处。

　　混凝土内部温度变化比较缓慢,一般升温最快5℃/h,降温速度更慢,一般降温速度为4～5℃/d。在混凝土内部升温阶段每2h测报一次温度,恒温阶段每4h测报一次温度,降温阶段每6h测报一次温度。

　　结构保温养护直至主体体温降至与外界气温平衡为止，确保不产生温差应力裂纹。

　　四、施工效果与评价

　　本工程所采用的混凝土表面覆盖保温措施，起到了混凝土结构保温防冻、防裂效果和目的，结构表层测温结果没有达到过大温差，完工后检验基础混凝土结构表面没有可见裂纹。

　　总结本次施工经验，冬期施工大体积混凝土参加粉煤灰可以降低水泥的水化热，参加高效减水剂可以减少拌合水用量，有减少了混凝土的收缩性，采用缓凝混凝土和分层浇注有效控制了混凝土层间的接缝质量、也降低水化热温升峰值。浇注后的保温养护时间要适当延长，有利于混凝土体内热量慢慢释放。从而确保混凝土不产生裂纹及裂缝。

　　参考文献:[1]王铁梦。工程结构裂缝控制。北京:中国建筑工业出版社,1997。