大型工业厂房无筋混凝土整体地面裂缝控制施工技术

　　摘要：现浇混凝土在成型过程中影响其变形的因素很多，往往容易使混凝土结构产生有害裂缝而影响工程质量。本文通过对工业厂房大面积无筋混凝土整体地面裂缝产生的原因进行分析，从施工控制的角度出发，采用分条跳仓浇筑等技术措施、方法，有效地控制了大面积无筋混凝土整体地面有害裂缝的产生，保证了工程施工质量。
　　关键词：无筋混凝土，地面，裂缝，控制
　　
　　大面积无筋混凝土整体地面在大型工业厂房等地面的施工中经常遇到，其混凝土面层的面积和厚度均较大是它的主要特点。由于无筋混凝土的抗拉极限强度较低，且组成混凝土原材料的韧性较差，所以在大型工业厂房大面积无筋混凝土整体地面施工中除了对其强度、抗折、平整度有严格的要求外，控制其表面裂缝（裂纹）的产生也是施工过程中的关键环节。
　　一.无筋混凝土面层裂缝的种类和特性
　　通缝（即断板）常出现在梁柱轴线的位置，为一段与延长板垂直方向基本在同一水平面位置上的连续通缝。
　　表面裂缝常出现在地下有沟道或管线通过处的面层上，通常人们肉眼都可以观察到。
　　而正常情况下肉眼不易观察到的表面不规则的细微裂缝，常出现在门洞口附近的混凝土地面面层上。
　　这些裂缝常出现在施工阶段，往往在尚未增加使用荷载之前就已经出现了，这些裂缝的出现在很大程度上会影响地面工程质量。
　　二.裂缝产生的原因分析
　　裂缝产生的原因主要有：（一）外荷载的直接应力引起的；（二）在外荷载作用下，由结构次应力引起的；（二）变形变化引起的。
　　因此，在混凝土地面工程施工阶段，在无筋混凝土地面尚未受荷的状态下出现的面层裂缝应属于由变形变化引起的，即结构由温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素而引起的裂缝，即时变结构裂缝。国内外的调查资料表明：工程实践中结构物的裂缝原因属于由变形变化（温度、湿度、不均匀沉降）引起的裂缝约占80%以上。起因是混凝土结构自身要求变形，当变形得不到满足，即变形受到结构约束时引起应力，这个应力超过混凝土的抗拉强度时便出现了裂缝。
　　在这几种变形中，室内无筋混凝土地面由湿度变化引起的裂缝又占主要部分。在工程上，最常遇到的问题是与湿度变化有关的毛细收缩及吸附收缩。其次，由于大面积地面无筋混凝土的暴露面大，混凝土中的水分蒸发较快，由混凝土水分蒸发引起的收缩变形数量较大，且混凝土在水分蒸发及含湿量上的不均匀分布，形成湿度变化梯度，也就是结构的湿度场，引起收缩应力，这也是引起表面开裂的最常见原因之一。
　　混凝土的水分蒸发可以引起收缩，混凝土的收缩来源于水泥石的收缩，所以水灰比越大、收缩越大。在干燥收缩、碳化收缩和温度收缩中，混凝土中约80%左右的多余水分蒸发时将引起混凝土干燥收缩，在有关资料中介绍其值最大可达8×10-4，而且整个过程是由表及里逐步发展的。由于湿度的不均匀，收缩变形也随之不均匀，这样就在混凝土内部引起了相当大的应力，从而导致了混凝土的开裂。另外，混凝土温度下降时产生线收缩，当混凝土结构的降温与收缩同时发生时，混凝土结构将承受互相叠加的拉应力，更容易导致混凝土开裂。气温较高的夏季施工的工程比其他季节施工的工程更容易开裂。
　　三.大面积无筋混凝土整体地面裂缝控制施工技术措施
　　(一)混凝土配合比应控制水泥、拌合用水的用量和骨料的级配
　　施工前，通过试配确定混凝土配合比，严格控制混凝土的拌合用水量及水泥用量。因水泥用量越大，含水量越高，收缩变形就会越大，且延续的时间越长，裂缝就越容易产生。在成都神钢创百亿工程项目的地面施工中，经过试配调整，地面混凝土选择了配合比为1：1.79：4.13，水灰比为0.43，水泥用量为330kg/m³。由于抗折混凝土的石子级配要求用石量较大，所以掺入了0.75%水泥用量的减水剂，掺入减水剂后不仅使混凝土的和易性有了明显的改善，同时又减少了10%左右的拌合水，拌合水减少后使混凝土回缩量有所减小。
　　混凝土骨料中的砂子采用中、粗砂，根据有关试验资料表明，当采用细度模数为2.80、平均粒径为0.385的中、粗砂，比采用细度模数为2.10、平均粒径为0.335的细砂，每1m³混凝土可减少用水量21~24kg，水泥用量可相应减少25~30kg。施工过程中，如采用细度相对较低的砂子，可以加大高效减水剂的剂量的方法，降低混凝土拌合用水量，达到减小混凝土的收缩变形控制裂缝的目的。
　　如果施工工期不紧张，也可以考虑掺加适量的粉煤灰（因掺入粉煤灰后早期强度较低），因为普通硅酸盐水泥的自身收缩是正的（缩小变形），而粉煤灰的自身收缩是膨胀变形，有效利用粉煤灰的这一特性，这对混凝土的抗裂性是有益的，同时也可以改善混凝土的和易性，减少混凝土中拌合水和水泥用量，达到控制有害裂缝出现的目的。
　　(二)采用分条跳仓浇筑法
　　为防止有害裂缝的产生，混凝土整体面层的施工一般采用分块跳仓浇筑法。即根据具体情况，分为几米宽度均等的条块施工，条块宽度一般控制在4m左右为宜，最宽不超过6m。控制条块的宽度，其优点是：（1）施工机具定型，所采用的振捣梁、提浆滚尺寸单一，施工操作人员容易控制和掌握。（2）机具不因为长度过大产生绕度而影响地面混凝土的平整度。（3）采用分条施工，人为的设置了分仓缝，减小了约束与被约束体之间的相互制约。在室内地面上设置永久性的缩缝和伸缝，将大面积混凝土地面分成若干小块，以释放大部分变形，减少其约束应力。（4）跳仓浇筑每隔一段，浇筑一段，当先浇筑段的混凝土其初始收缩变形基本趋于稳定后（夏季约24~48小时，冬季约72~120小时），将先浇筑段外侧边缘弹上切割控制线，采用无齿锯将其切割整齐，相隔5~10天后，再浇筑相邻段，以形成人为的施工缝，用以削弱施工期间产生的收缩应力。
　　(三)加强混凝土的振捣和养护
　　混凝土入模后先用插入式振动棒振捣密实，然后用振捣梁振至表面平整，随即用Φ80~100的钢管（内装砂子）制成的提浆滚在混凝土表面来回滚压提浆，最后用人工原浆抹平。
　　混凝土浇筑振捣完毕，立即采用塑料薄膜覆盖，进行保水养护7天以上。施工时，要特别注意混凝土所处的大气环境，在高温干燥季节或风口处应加强保水措施，防止因混凝土水分蒸发速度过快而出现早期表面裂缝。
　　加强混凝土的养护，目的是要使混凝土保持或可能接近于饱和状态，使水化作用达到最大的速度，以得到更高强度的混凝土。资料表明，在养护温度相同的情况下，连续湿养护（即盖草袋子、洒水养护）时混凝土强度在各龄期均为最高。特别是混凝土在浇筑后内部处于升温阶段时要适时进行湿养护，以加强混凝土的水化反应。这样一方面可以降低混凝土内部的温度峰值，同时又可以减少后期的强度损失。尤其掺加减水剂后更需要保证足够的养护时间。
　　混凝土在浇灌4~6h内可能在表面会出现塑性收缩裂缝，所以在表面应进行二次至多次压光。
　　(四)设置永久性缩缝和伸缝
　　混凝土浇筑完毕达到一定强度时（根据我们在成都神钢创百亿工程施工的经验，夏季施工在24~48小时左右），进行条状分块。采用无齿锯弹线进行切割，按设计要求的长度和宽度，切割达到设计要求深度、宽度的伸缝和缩缝，待地面混凝土性能基本稳定后，再灌注填充材料。
　　(五)表面机械打磨处理
　　当地面混凝土整体强度达到70%以上后，随即采用石材打磨机对地面混凝土表面进行打磨处理，这种方法不但保证了地面的平整度，同时对消除大面积无筋混凝土整体地面的表面不规则裂纹有很好的补偿效果。
　　四.结语
　　混凝土出现裂缝是绝对的，无裂缝是相对的。结构的抗裂性能和要求，只是把裂缝控制在一定的范围内（裂缝宽度为0.3mm以内），即不出现有害裂缝，满足使用功能要求。建筑工程施工中控制裂缝主要是根据裂缝出现的原因，在原材料、配合比、施工工艺、施工质量、混凝土养护方面严格按照操作规程和质量标准进行施工，真正贯彻执行普通混凝土好好打的抗裂理念，将裂缝控制在规范允许的宽度范围内，以确保工程质量[1]。
　　参考文献
　　[1]王铁梦.2007.工程结构裂缝控制.北京:中国建筑工业出版社