浅谈大体积混凝土抗裂措施应用

浅谈大体积混凝土抗裂措施应用

霍子瑜

中建八局第四建设有限公司

【摘要】为防止医院直线加速器区域内射线外溢，保证防辐射混凝土结构完整性，本文从施工角度，针对大体积防辐射混凝土裂缝控制，阐述施工过程中采取的一系列措施，为类似工程提供经验借鉴。

【关键词】防辐射混凝土；大体积；抗裂；

1、引言

防辐射混凝土结构通过加大混凝土的截面，来抵抗射线的穿透作用。因此在施工过程中，保证混凝土结构的完整性尤为重要。而因为防辐射混凝土结构设计截面较大，混凝土单次浇筑量大，浇筑完成后混凝土水化热极大，温度控制不当极易导致混凝土开裂，从而大大降低混凝土结构自身防辐射性。故在施工前，从混凝土原材、配合比优化、施工方法、养护措施、裂缝控制、钢筋构造等方面进行综合设计，来保证混凝土结构的防辐射要求。

2、直线加速器区域防辐射混凝土设计概况

为了防止直线加速器在使用过程中外溢射线对健康人体的影响，故该区域从结构设计角度出发，采用大截面、超高混凝土墙体、顶板来阻挡射线。本文结合施工现场实际，在施工中采取措施，降低混凝土开裂。

本文所描述的混凝土墙体高度为7.1m，墙体厚度最大为2.8m，顶板厚度最大为2.85m，属于大体积混凝土。

3、工程概况

本工程位于山东省泰安市，工程中直线加速器区域面积为191.4平方米，混凝土方量为864立方。

4、防辐射混凝土防开裂措施

4.1结构优化

直线加速器区域由于自身防辐射要求，该区域混凝土必须一次浇筑成型，不允许分段浇筑，因此无法通过划分施工缝或者施工段的方法，来降低单次的混凝土浇筑方量，以达到降低水化热减小开裂的目的。

4.2混凝土配合比及材料的优化

用低热或中热水泥（即采用普通硅酸盐水泥），掺加粉煤灰、磨细矿渣粉等掺合料。当采用粉煤灰混凝时，可利用60d或90d强度进行配合比设计和施工。混凝土中加入膨胀剂、抗裂抗裂防水剂等外加剂。

4.3浇筑过程控制

直线加速器顶板部位采用分层浇筑、斜面推进，循序渐进、一次到顶的浇筑方法，保证混凝土连续浇筑，避免混凝土浇筑过程中出现的冷缝，沿长边方向自一端向另一端进行，浇筑时采用二次振捣工艺（即：经一次振捣密实后，在其初凝时间的1/2~2/3的时区内，再进行一次振捣的捣实），浇筑方法见下图。

注：图中箭头方向为浇筑方向，沿长边方向对称浇筑。绿色区域为加厚板区域，先浇筑此区域下沉部分，将下沉区域浇筑完成至与相邻板底同一高度后，按图示浇筑顺序进行。

控制每一浇筑层厚度不大于500mm，入模混凝土坍落度控制在160mm左右，采用的浇筑坡度为1:6。在每道浇筑带前后布置三道振捣棒，前道振捣棒布置在底排钢筋处和混凝土坡脚处，确保下部混凝土密实，筏板底部并筋处钢筋间距较小，采用30mm振捣棒，确保钢筋密集部位混凝土振实；后道振捣棒布置在混凝土卸料点，解决上部混凝土的捣实。

混凝土找平：混凝土压光遍数不少于2遍。混凝土浇到底板顶标高后，用2m长木刮杠将混凝土表面找平，且控制好底板顶标高。然后用木抹子拍打、搓抹两遍，在混凝土终凝之前进行收浆压光、拉毛。

4.4过程监测

大体积混凝土开裂主要原因之一是混凝土在强度增长过程中，水化热较大，导致内外温差较大，从而温度不均导致开裂。在施工过程中，最常用的办法就是混凝土内部测温。直线加速器工程施工时采用电子测温仪JDC-2进行测温，测量范围-30～130℃，测温误差不大于0.3℃。测温探头在混凝土浇筑前埋入测温位置，既能保证施工质量，同时还能测量混凝土入模温度，测温点布置的原则为：监测点的布置范围以平面图对称轴线的半条轴线为测试区，在测试区内，监测点的数量及位置根据混凝土板厚均匀布置，对电梯井周边厚板着重测温，每个测温点埋置5个不同高度测温导线。浇筑混凝土前，将传感器按照既定位置固定在相应位置的马凳上，绑扎牢固，并与钢筋做好隔热处理（二者间垫塑料垫块）。测温线插头露出混凝土表面20～30㎝，用塑料袋包裹密封好，以免污染破坏。测温时将测温插头插入电子测温仪插座中读取数据即可。测温传感器一定要固定牢固，避免混凝土振捣时碰触。测温点距底板上下表面宜为100mm，当板厚小于2.5m时放置三个测温点，分别位于上部、中部以及底部。板厚在2.5m每个测温点的温度传感器分五层布置，每个温度传感器分别布置在混凝土底部、中下部、中部、中上部及上部。

4.5混凝土温差控制及养护

直线加速器楼板混凝土采用蓄水法进行养护。混凝土浇筑完成后12h内，进行薄膜+两层棉毡覆盖养护；浇筑完成24h后，为防止混凝土开裂，顶板进行蓄水养护，蓄水深度为5cm（注水水温控制在15℃±2℃）。为避免大气温度较低时蓄水池温度下降过快，注水完成后使用塑料布对蓄水池进行覆盖。蓄水养护14d后，转为覆盖养护7d。保证混凝土内外温差小于25℃，根据混凝土内部温度与表面温差，随时调整蓄水池温度。墙面：带模养护21天后拆模。每日洒水养护不少于四次。

除应按普通混凝土进行常规养护外，尚应及时按温控技术措施的要求进行保温、保湿养护，并应符合下列规定：

1） 应专人负责 24 小时保温养护工作，并应按规定操作，同时应做好测温记录工作。当各部位温差进入安全范围后取消保温措施；当内外温差超过警戒值时，混凝土表面增加覆盖物层数。

2） 保湿养护的持续时间不得少于14d，本工程由于设计要求，基础外墙、防水板、基础养护时间不低于25d，且应经常检查塑料薄膜的完整情况，保持混凝土表面湿润。

3） 保温覆盖层的拆除应逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于 25℃ 时，可全部拆除。

4） 混凝土养护主要是保温保湿养护，保温养护能减少混凝土表面的热扩散，减少混凝土表面的温差，防止产生表面裂缝，保温养护还能控制混凝土内外温差过高，防止产生贯穿裂缝。

保湿养护能防止混凝土表面脱水而产生表面干缩裂缝，再者能使水泥水化顺利进行， 提高混凝土的极限拉伸强度。

5、结语

大体积混凝土的温度控制方法及防开裂技术手段日益成熟，也是在工程中经常遇到的情况。本文简要讨论了直线加速器区域大体积混凝土防开裂的措施，从多个方面阐述在现场实际施工过程中的策划以及实际做法，为类似工程提供参考思路及举措。

参考文献

（1） 《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119－2013）

（2） 《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002-2011 版）

（3） 《大体积混凝土施工标准》（GB50496-2018）