工业建筑大型设备基础裂缝控制

柴战军

宝鸡钛业股份有限公司

摘要：混凝土浇筑中的裂缝控制是长期困扰人们的一个难题。尤其工业建筑大型设备基础而言，一方面它们混凝土体积大，另一方面这些部位混凝土标号相对较高。因此更易开裂。裂缝会加速混凝土碳化和钢筋锈蚀，并产生恶性循环，严重破坏混凝土结构的安全性和耐久性，所以裂缝控制显得更为重要。

关键词：工业建筑；大型设备基础；裂缝控制

一、混凝土配合比控制

精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，尽可能降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。施工前在监理的监督下，现场取样水泥、黄砂、石子等材料送到有资质的单位做了C30混凝土配合比试验，出具的试验报告中C30混凝土配合比每m3混凝土水泥用量达385kg，后经业主、监理、设计、施工等单位专门研究，认为该配合比水泥用量偏大，这样势必对混凝土水化热控制不利，决定掺入一定数量的优质粉煤灰，以降低水化热。并按此方案。重新做配合比试验。

二、原材料控制措施

1.选用低热（如矿渣水泥、粉煤灰水泥），利用混凝土的后期强度（9O～180d），以降低水泥用量，减少水化热（因为每加减lOkg水泥，温度会相应增减1℃，水化热与水泥用量成正比）。优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期（1～5d）可产生一定的预压应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

2.适当掺加粉煤灰。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。

3.选择级配良好的骨料。骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80％~83％，因此在选择骨料时，选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。一般来说，可以选用粒径4-40mm的粗骨料，尽量采用中砂：严格控制砂、石子的含泥量（石子在1％以内，砂在2％以内），控制水灰比在0．6以下：还可以在混凝土中掺缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热。另外还在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝、冲洗干净、规格为150-300nun的大块石。掺加大块石不仅减少了混凝土总用量，降低了水化热，而且石块本身也吸收了热量，使水化热能进一步降低，对控制裂缝有一定好处。

4.选用高效减水剂和引气剂，这对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。

三、施工方法

1.钢筋工程

绑扎钢筋网必须保证受力钢筋不移位。全部钢筋相交点扎牢是双向主筋的钢筋网的要求。绑扎时为避免网片变形，应将相邻绑扎点的铁丝绑扎成八字形。必须保证基础钢筋网钢筋规格型号、位置正确。用混凝土垫块垫起下层钢筋网，保证钢筋保护层厚度。钢筋绑扎时为保证其成型后混凝土的质量与外观，应注意保护上部的钢筋，防止被踩下。

2．模板工程

模板在使用时与混凝土直接接触的表面应刷隔离剂。设备基础模板由四块侧板拼装而成，在基础四角处模板用阳角模板连接。模板安装时，先在侧板内侧划出中线，在垫层上弹出基础中线以及结构边线，然后把模板放在垫层上，两者中线互相对准，且模板边和基础边线相对应，在模板周围用钢管维护支撑，用以固定模板位置，在检查无误后并征得监理单位同意后再施工。

3．混凝土工程

该设备基础为大体积混凝土，具有浇筑量大的混凝土，需要一次完成浇筑，施工缝不能留设或使冷缝产生。因此，必须保证各工序即混凝土搅拌、运输、浇筑、振捣协调配合。在混凝土初凝前浇筑上层混凝土，必要的话要利用塔吊来移动泵管。

4．施工缝的留设

对重要部位的水平施工缝必须认真处理。但对不重要的部位，如该部位不承受剧烈的振动荷载，或该部位的宽度大于2.0m，并配有构造筋，混凝土振捣密实表面不抹光，并充分排除了泌水，也可不作处理。为免去施工缝的处理，对垂直施工缝采用钢板网或镀锌钢丝网模板作为施工缝处包括后浇缝带处的侧模板用以代替普通钢、木侧模板，二次浇筑混凝土浇筑时因表面粗糙不须处理，效果很好。对水平施工缝采取在施工缝表面涂刷JD60l型或JD60lB型、YJ一302、YJ一303型混凝土界面粘结剂的方法，而不需对施工缝表面作凿毛等处理，使用更为简单方便。

四、温度控制措施

混凝土温度和温度变化对混凝土裂缝是极其敏感的。当混凝土从零应力温度降低到混凝土开裂温度时，混凝土拉应力超过了此时的混凝土极限拉应力。因此，应通过降低混凝土内水化热温度和混凝土初始温度。减少和避免裂缝风险。

人工控制混凝土温度的措施对早期因热原因引起的裂缝作用不明显。比如表面保温材料保护可以减少内外温差，但不可避免地招致混凝土体内温度很高，从受约束而导致贯穿裂缝的角度看，是一个潜在恶化裂缝的条件，因为体内热量迟早是要散发掉的。另外，人工控制混凝土温度还需注意防止过速冷却和超冷，过速冷却不仅会使混凝土温度梯度过大，而且早期的过速冷却会影响水泥一胶体体系的水化程度和早期强度，更易产生早期热裂缝。超冷会使混凝土温差过大，引起温差裂缝。因此，浇筑时间应安排在夜间，以最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时，在砂、石堆场搭设简易遮阳装黄，并用湿麻袋覆盖，定时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，在水平及垂直泵管上加盖草袋并喷冷水。

结束语

随着市场竞争的加剧，建筑工程业向着更加专业化的方向发展，对质量和服务水平要求更高。因此作为施工企业和施工人员，要做到合理配制混凝土配合比、严格控制原材料的选用、要严格遵守规程、改善施工技术水平，这样才能最大程度减少混凝土裂缝以及渗水情况的产生，尽量减少危害。相信随着建筑技术的不断发展进步，建筑质量将得到进一步的保障。

参考文献：

【1】刘克伟石油化工大型设备基础中混凝土施工的裂缝控制中国石油和化工标准与质量2012.5

【2】郭考迁浅谈设备基础裂缝控制措施四川建材2013.6

【3】毕志鹏大体积混凝土的裂缝控制科技咨询导报2013.4