房建项目混凝土防裂试验成因

魏金梅

中交第二公路工程局第一工程有限公司，湖北 武汉 430056

摘要：进入房建施工以来，试验工作具体的操作虽然缺失，但是也让我熟悉了更多施工材料和施工工艺，特别是商混，通过过程管控，利用商混试验室调整优化混凝土配合比，让其更能满足现场的施工要求，更能达到质量要求。让我学到了更多的知识的同时也对混凝土的防裂做了一点研究。

关键词：混凝土结构裂缝；成因；防裂技术

1 混凝土结构裂缝成因

按照裂缝发生的阶段不同，主要分为塑性裂缝、温度裂缝和收缩裂缝。就本工程而言，按照具体裂缝成因，主要有以下分类：

1.1 混凝土内部原因

（1）材料原因。水泥种类、比表面积、早期强度、粉煤灰种类、砂石含泥量、砂石粒径、外加剂种类等都有影响。

（2）配比原因。粉料过多、砂率过大、塌落度过大等。

1.2 温升降原因

混凝土在浇筑第3天内部温度达到峰值，并随着时间的延续，内部温度不断降低，到第8天开始走向平稳。对于筏板来说，降低峰值前后内外部温差是控制裂缝出现的关键；对于板墙来说，由于筏板浇筑一段时间后（通常7天以后）板墙才开始浇筑，导致板墙在温度收缩过程中，底部受到筏板基础约束，顶部是自由端没有约束，造成顶底收缩不同步，造成竖向裂缝。

1.3 混凝土自收缩原因

（1）浇筑分段长度。施工规范要求板墙后浇带分段在20-25米，但是分段长度与混凝土入模温度、环境温度也有很大关系，当环境温度在30°以上时，建议控制在15-20米，环境温度、入模温度温度越高，分段控制要越短。主要原因还是分段过长后，底部约束过大，造成顶底收缩不同步。

（2）入模温度。入模温度越低，绝热温升越低，温降速率越小，开裂几率越小。

（3）水化放热。水化放热越多，中心温度越高，绝热温升高，温降速率大，开裂几率大。

（4）拆模时间。模板主要有保温、保湿和一定约束作用，在浇筑完成后第1-2天拆模，开裂风险最高，随着时间的推移，在第8天开始拆模，开裂风险几率最小。

主要影响因素：

开裂主要是因为基体浇筑时间与筏板浇筑时间不一致，造成墙体收缩时收到筏板基础外部约束，收缩不同步。而墙体的收缩主要有温降收缩和自身收缩造成，所以控制温降收缩和自身收缩时控制的关键。

2 本工程主要防裂技术措施

主要技术措施：降低水化热、降低温降速率、控制收缩、合理分段、延长拆模时间。

主要技术路线：配合比优化+施工工艺优化

2.1 主要控制措施

表1 混凝土裂缝控制措施

2.2 材料选择

本工程采用商品混凝土浇筑。对主要材料要求如下：

（1）水泥：由于一般水泥的水化热很高，尤其是将其用于大体积混凝土时，会出现大量的水化热不容易散失，导致其内部温度偏高的情况，由于与混凝土的表面温度相差很大，所以在混凝土的内部会有压力，在表面会有拉应力。如果表面拉应力超过了早期混凝土的抗拉强度，就会出现温度裂缝。所以，我们决定使用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，加入适当的外加剂能够对混凝土的性能进行改进，从而使混凝土的抗渗能力得到提升。

（2）粗骨料：使用的碎石应为5-25毫米，泥沙含量不超过1%。选择大颗粒级配良好的石子，其混凝土具有更好的工作性能和更高的抗压强度，并能降低水的用量和水泥的用量，这样就可以降低水泥的水化热，降低混凝土的温度。同时石子表面洒水降温，达到降低混凝土内温的要求。

（3）细骨料：选用的是中等大小的砂子，颗粒大小在0.5毫米以上，泥沙含量在3%以下，亚甲蓝的MB值<1.4。选择中、粗砂拌和，与细砂拌和的混凝土相比，可以节省10%的水，并相应地减少了水泥的用量，从而减小了水泥的水化热，减小了混凝土的温度，减小了混凝土的收缩。

（4）粉煤灰、矿粉：鉴于目前采用的是泵送工艺，因此在施工过程中应加入适当数量的粉煤灰，以提高其工作性能，以利于泵送。根据GB50496-2009标准规定，在使用矿渣硅酸盐水泥配比中，掺入大量粉煤灰的比例应控制在40%以内。粉煤灰对水化热、改善混凝土工作性有好处。但是，掺加了粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值都会出现下降，这对混凝土的抗渗透和抗裂是非常有害的，所以要将粉煤灰的掺量控制在20%左右。矿粉能够达到降低水泥前期水化热、提高后期强度等目的，按照GB50496-2018规范要求，取代水泥最大限量为40%，经过试验确定掺量控制在20%左右，掺合料比例控制在35%左右，满足GB50496-2009规范中掺合料掺量＜50%的要求。

（5）外加剂：对该方案的设计没有特别的规定，经过对比和以往在其他项目中的应用，发现：与常规萘系掺合料相比，采用具有更好的抗裂性和抗拉性的聚羧酸类掺合料，可以减少水化热的峰值，具有补偿混凝土收缩的作用，并能改善混凝土的开裂性能。并将混凝土凝结时间比日照当地（12-14小时）延长8个小时左右。

（6）水：采用地下水，以达到控制混凝土内温的目的。

2.3 配合比优化

采用合适种类水泥、主要是控制水泥比表面积、C3A、C3S含量、碱含量；精选粗细骨料，主要是粒径、粒形、颗粒级配、细度模数；外加剂延长凝结时间，采用部分减缩配方；配合比降低砂率，减少胶材用量，降低塌落度，控制入模温度。

2.4 施工工艺优化

（1）基础筏板施工完成5-6天之内，接着施工板墙，能够对板墙减少部分约束，减少开裂风险，如果达不到可不考虑。

（2）日照气温在21-28°，施工后浇带分段长度在20米以下更为合理，越短开裂风险越低。

（3）晚上浇筑能够有效降低入模温度，降低开裂风险，有条件的话，建议晚上浇筑板墙，如果达不到可不考虑。

（4）筏板浇筑完成，避免立即覆膜养护，并不间断洒水保湿至少14天，养护用水尽量不要采用温度较低的井水，如果能达到保温保湿条件，效果更好。板墙必须采用7天后拆模，在未拆模期间，保持混凝土和模板表面湿润14天。

（5）严格控制塌落度。坚决避免大流态混凝土入泵，尽量减少入泵塌落度，最好控制在180以下。

3 温降过程控制数据

表2 原材温度控制数据

第七天内外温度基本相同，与大气温度基本相同，建议施工单位开始拆模。按照混凝土开裂难易，板墙>筏板，板墙控制也是重中之重。在施工过程中，搅拌站与施工单位严格按照第三条的主要技术措施能够有效控制裂缝出现几率。(见表2）。

4 结语

随着社会经济的发展，人们对于房建工程的施工质量、舒适度等方面的关注越来越多，同时对其各种具体的性能等方面的需求也越来越高。筏板混凝土的施工是房建施工中的一个关键环节，筏板混凝土的质量会对房建工程的最后质量产生很大的影响，因此，对大体积筏板混凝土的抗裂性施工进行研究，能够促进有关工作更加理性的进行。

参考文献：

[1]胡勇.房建工程中筏板基础大体积混凝土施工技术探析[J].安防科技, 2021(003):166.