浅谈超长地下室底板混凝土裂缝控制技术

[摘要]大体积混凝土超长结构施工裂缝是常见的质量问题，目前我国利用掺和料及抗裂防水剂配置抗裂、防渗混凝土的超长结构施工技术处于国际先进水平。本文以会展中心工程为例，详细分析了大体积混凝土结构产生裂缝的原因并介绍了抗裂防水剂在大体积结构中的作用，提出控制超长结构混凝土裂缝的方法。

[关键词]防裂技术；超长结构；抗裂防水剂

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

1引言

自从上世纪末我国混凝土施工工艺产生了巨大的进步一泵送商品混凝土工艺。从过去的干硬性、低流动性、现场搅拌混凝土转向集中搅拌、大流动性泵送浇注，同时伴随的水泥用量增加、水灰比增加、砂率增加、骨料粒径减小、用水量增加等导致收缩及水化热也增加。我国大体积混凝土以往多用于水工结构，建筑工程中基本不考虑大体积混凝土，但是近年来在工民建钢筋混凝土结构中亦出现大量由大体积混凝土导致的裂缝，通过大量的调查与实测研究证明这种裂缝并非与荷载作用有直接关系，而是由于各种应力、变形作用引起。随着预拌混凝土的推广使用，塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、干缩收缩裂缝、温度裂缝等非结构裂缝越来越普遍，且有日趋增多的趋势，它已影响到正常的生活和生产，并困扰着大批工程技术人员和管理人员，是一个迫切需要解决的技术难题。

2混凝土裂缝

混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性、以及结构不合理、原材料不合格（如碱骨料反应）、模板变形、基础不均匀沉降等导致。当混凝土内部产生的拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。

目前混凝土材料存在的裂缝大约80%是非结构裂缝，混凝土在浇筑硬化初期，本身弹性模量非常小，抗裂能力亦很小，此时的混凝土内部存在大量的菲贯通毛细孔，毛细孔水

随着水泥水化和外部温度、湿度影响而散失，这就引起混凝土的收缩。收缩主要有沉降收缩、塑性收缩、干燥收缩、化学收缩、碳化收缩、自收缩、温度收缩等。一般来讲，混凝土前14 d的收缩值超过前90 d的50%，这就是说，有效控制混凝土裂缝的时间是在混凝土浇筑初期、硬化之前。

混凝土在浇筑初期处于流动塑性状态，随着水化反应、水分蒸发，混凝土逐渐硬化，混凝土弹性模量逐渐升高，此过程是一个复杂的物理化学变化过程。由于水泥水化和水分蒸发导致混凝土体积收缩，生成不同直径、长度的非贯通毛细孔道，此时如果湿养护不足、环境恶劣、混凝土内外温差过大就会导致这些原生的毛细孔道逐渐扩展、延伸，最终形成贯通的不可见裂缝并逐渐发展威可见裂缝，影响结构使用性。尤其是目前房建钢筋混凝士工程中经常出现的超长结构、大体积混凝土结构工程，经常会出现混凝土拆模就裂、浇水就裂的问题，用传统的施工养护方法无法控制混凝土结构的裂缝，使得各种微细裂缝、可见裂缝、无害裂缝、有害裂缝大量出现。

3塑性裂缝控制

目前对于控制混凝土初期塑性裂缝的方法主要是控制用水量、掺加外加剂、选用低热低碱水泥、加强养护、优化混凝土浇筑方案以及在设计时严格配置抗裂钢筋、设置后浇带、留施工缝的方法，而这些方法从设计和使用上都存在着一些操作复杂、抗裂防渗效果难以控制等问题。

4抗裂防水剂的抗裂机理及应用

为解决以上的难题，经反复比较，决定在梁板混凝土中掺加新型外加剂——抗裂防水剂。配制出既能进行超长结构施工又能防水的抗裂混凝土。设置合理的膨胀加强带，一次性浇筑，大大缩短了工期，而且通过控制混凝土不产生裂缝以及加强混凝土施工缝的细部处理的方法，增加了混凝土结构自防水的性能，同时也为工程节省了大量的直接投资，并在工期、模板、架设工具及机械费等各个方面产生了大量的间接效益。

在混凝土中掺加适量的抗裂防水剂，通过水泥的化学反应，使混凝土产生适量膨胀，在钢筋和邻位限制下，在钢筋混凝土中建立0.2—1.0 MPa的预压应力。可大致抵消混凝土

收缩时产生的拉应力，从而防止混凝土开裂。同时，水化反应生成的钙钒石晶体属针状、棒状晶体，填充、切断、堵塞混凝土的毛细孔，使混凝土I向抗渗能力大大提高，抗渗标号可达S30，从而达到混凝土结构自防水的目的。

另外掺加抗裂防水剂配制的补偿收缩混凝土具备抗裂、防渗二大功能，这是掺抗裂防水剂的混凝土与一般混凝土的最大区别。

5防止超长、大体积混凝土工程产生裂缝的措施

5.1原材料方面采取的措施

本工程选用P．042.5普通硅酸盐水泥，同时在混凝土中掺入I级粉煤灰替代水泥，，其后期强度有所增加，密实度增加，收缩变形有所减少，泌水量下降，坍落度损失减少。由此会取得降低水灰比，减少水泥浆量，延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值，收缩变形也有所降低的效果。

混凝土搅拌站原材料称量装置严格、准确，确保了混凝土的质量。砂石的含泥量对于混凝士的抗拉强度与收缩影响较大，严格控制在2%以内。砂石骨料的粒径尽量大些，以达到减少收缩的目的；当水灰比不变时，水和水泥的用量对于收缩有显著影响，因此，在保证可泵性和水灰比一定的条件下，尽量降低水泥浆量；砂率过高意味着细骨料多，粗骨料少，为了减少收缩I向作用，避免产生裂缝，尽可能降低砂石的吸水率。

5.2施工方面采取的措施

(1)控制混凝土出机湿度、浇筑温度及拆模温度。底板超长工程混凝土内部温度与外界温度之差、表面温度与外界温差不应过大，应小于25℃。

(2)混凝土的浇筑建议沿纵向采用“一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到预”的连续浇筑方法，混凝土自然流淌形成一个斜坡。这种方法能较好地适应泵送工艺，避免泵管的经常拆除冲洗和接长，提高泵送效率，保证及时接缝，避免冷缝的出现。在浇筑混凝土时，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土的卸料点，主要解决上部的振实，第二道布置在混凝土坡角处，确保下部混凝土的密实。为防止混凝土集中堆积，先振捣出料口处混凝土，形成自然流淌坡度，然后全面振捣，并严格控制振捣时间、振捣棒的移动间距和插入深度。每个浇筑带的宽度应根据现场混凝土的方量、结构物的长、宽及供料情况和泵送工艺等情况预先计算好，避免冷缝的出现。

(3)混凝土在浇筑、振捣过程中，上涌的泌水和浮浆沿混凝土面排到后浇带的排水沟，通过沟内设置}向集水坑抽出基坑，以提高混凝土质量，减少表面裂缝。浇筑混凝土的收

头处理也是减少表面裂缝的重要措施，因此，在混凝土浇筑后，先初步按标高用长刮尺刮平，在初凝前用平板振动器碾压数遍。由于泵送混凝土表面的水混浆较厚，在混凝土浇筑到顶面后，及时把水泥浆赶至后浇带处排水沟，初步按标高刮平，用抹子反复搓平压实，使混凝土硬化过程初期产生的收缩裂缝在望性阶段就予以封闭填补，以防止混凝土表面龟裂。

(4)混凝土养护采用在表面覆盖一层塑料薄膜和二层草垫子以减少水分的散发，尤其对边缘、棱角部位的养护要控制好，以此降低底板表面与大气温差，避免由于温差过大而造成的温度裂缝。严格控制混凝土浇筑温度、控制拆模时混凝土内部及表面温度，尤其对大体积混凝土要定点定时监测，根据测定的温度，采取相应的技术措施，以降低表面裂缝的产生。

6结束语

从一定程度上说，混凝土的裂缝是不可避免的，但是可以控制的。只要采取可行的向有针对性的技术措施，控制混凝土裂缝的出现或减少裂缝的程度及危害是完全可行的。只要设计与施工紧密配合，并通过施工的各个环节进行严格控制，控制混凝土裂缝是完全可以做到的，并能取得良好效果。