泗洪华晨工程质量检测有限公司 江苏泗洪 223900
摘要：现阶段，大体积混凝土被普遍应用在大型基建项目中，如：桥墩、人防，隧道等等都可以看到大体积现浇混凝土的身影，在隧道大量建设与使用的同时，渗漏水现象普遍发生。其中，隧道裂缝病害是影响隧道工程安全的关键。基于此，本文就大体积现浇抗裂混凝土施工裂缝防治进行简要阐述。
关键词：大体积；现浇抗裂混凝土；施工；裂缝防治；
1材料与方法
1.1试验材料
本次试验选用42.5级普通硅酸盐水泥。试验所用抗裂剂为江苏苏博特新材料的HME－V膨胀剂，膨胀剂主要由Al2O3、SO3，以及少量的Fe2O3、MgO、CaO、K2O、Na2O、SiO2等组成。粉煤灰为实验室用II级粉煤灰。
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图 1混凝土试样
1.2试验方案及测试方法
本次试验中混凝土的养护温度均在20℃±2℃，混凝土试体带模养护的湿度为95%。如图1所示，试件在制作24h后脱模，并在70%左右的湿度条件下养护。依据《补偿收缩混凝土应用技术规程JGJ/T178》的要求，在养护阶段用薄膜覆盖并定期喷雾。本文试验水灰比为0.45，每组配合比有3个平行试件，HME－V膨胀剂掺量分别选取0%、4%、8%、12%、16%（与胶结料的比值），另有一组0.4%聚丙烯纤维掺量的试样作对比试验。
（1）坍落度试验
运用坍落度仪器进行坍落流动性试验考究混凝土的流动性以及施工和易性，并以此研究不同膨胀剂配比对混凝土坍落流动性的影响，以及坍落度对后续抗渗性能与力学强度的影响。
（2）抗压强度试验
混凝土抗压强度试验中，试件尺寸为150mm×150mm×150mm。依据《普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081—2019》的要求，试件7d压力测试的加荷速度选取0.4MPa/s，同时选取28d测试的加荷速度为0.6MPa/s。压力试验机为全自动模式，当试件压应力达到峰值后，机器继续施力直至破坏为止。为了更好地研究补偿收缩混凝土的力学性能，试验中在压力试验机夹板一侧增加了精度为0.01mm的位移计。从而得到力－位移曲线。抗压强度试验主要是来测试混凝土试块的抗压强度，作为比较抗裂剂对强度影响的主要因素。混凝土试块的抗压强度按公式
式中：fcc为混凝土立方体试件抗压强度，MPa；F为试件破坏荷载，N；A为试块承压面积，mm2。
（3）抗折强度试验
在混凝土抗折强度试验中，试件尺寸为150mm×150mm×600mm的长方体试件。由于抗折强度一般不高于5MPa，其加荷速度与抗压强度试验相比有了较大的降低。试验中需压断试块，并记录损坏时的荷载和位置。作为比较抗裂剂对强度影响的因素之一。试件抗折强度按公式（2）计算：
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度，mm；b为试件截面宽度，mm；h为试件截面高度，mm。（4）温度监测试验温度监测试验选在地下公路隧道侧墙浇筑的先期14d，对侧墙中放置5处温度传感器，并对数据采取监控与收集，传感器布设如图2所示，分别在侧墙的长度方向中部中心、厚度方向中部中心、长度方图2温度监测图Fig．3Temperaturemonitoringdiagram向底部中心、内表面和外表面设置温度传感器。本次监测采用振弦式内置传感器，在整个监测过程中选用振弦式手持采集仪采集数据，采集频率范围400～3500Hz。7d内每2h监测一次，7～15d监测频率为4h一次。
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图 2 温度监测图
2试验结果与讨论
2.1混凝土坍落度
本试验混凝土坍落度试验研究不同膨胀剂配比对抗渗混凝土坍落度的影响。如图3所示，图3（a）和图3（b）分别为一立方有/无膨胀剂的混凝土自然卸料。有膨胀剂的混凝土料更易拌合，自然堆放的散落度、流动性更优。不同膨胀剂掺量的混凝土坍落度对比如图4所示，6组混凝土的坍落度均在合理范围内（180±20mm）。随着膨胀剂掺量的升高，坍落度值稳步上升。然而，过高的掺量使得坍落度偏高，并不利于实际施工的应用。混凝土纤维的加入同样旨在提高抗渗防裂性能，本试验0．4%聚丙烯纤维掺量的坍落度值相近于4%膨胀剂掺量的抗渗混凝土。总体来说，8%左右的掺量能充分发挥混凝土胶结料的黏结作用，同时保证了施工和易性，不会导致浇筑后裂缝发展过快。
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（a）有膨胀剂 （b）无膨胀剂
图3 混凝土流动性
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图 4混凝土坍落度
2.2混凝土抗压强度
依据《混凝土结构设计规范GB50010—2010》要求，混凝土抗压强度按照标号有不同的要求。如图5所示，混凝土28d抗压强度均超过40MPa，超过规范中C35混凝土抗压强度要求，达到C40等级的强度标准。膨胀剂的添加一定程度上降低了混凝土抗压强度，在7d抗压强度中，0.4%纤维掺量混凝土的抗压强度比0%膨胀剂的纯混凝土强度还要高，但从28d的强度来看，掺入纤维的混凝土抗压强度却低于所有膨胀剂试件。这表明，纤维在混凝土养护过程中起到了加固凝结的作用，先期较高的抗压强度得益于纤维在颗粒间黏结的摩擦力与附着力，这使得28d的抗压强度变化很小，硬化带来的温降收缩对强度提升的影响不大。
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图 5混凝土抗压强度
2.3混凝土抗折强度
混凝土抗折强度试验在我国规范中没有作特殊要求，本次试验试件28d抗折强度均大于5MPa，高于规范中对于C35混凝土抗折强度的要求。如图6所示，随着膨胀剂掺量增加，抗折强度有些许下降，总体变化幅度较小，掺入聚丙烯纤维的混凝土抗折强度与8%膨胀剂掺量混凝土抗折强度相近，这一定程度上说明了纤维在混凝土中起到了胶结料与骨料的黏结作用。
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图 6 混凝土抗折强度
结论
（1）HME－V抗裂剂增加了混凝土流动性，8%膨胀剂混凝土的坍落度在180mm左右，既有良好的施工和易性，同时混凝土卸货成型的稳定性也得到了保证。（2）HME－V膨胀剂的掺入降低了混凝土强度，但降低幅度较小且在规范要求之内。膨胀剂的掺入使得混凝土达到峰值后的塑性发展更为明显。这表明，大体积混凝土养护过程中，膨胀与收缩引起的应力与变形将得到良好的限制，避免微裂缝的产生。（3）隧道侧墙浇筑的温度监测数据显示，越靠近内部中心的温升、温降越大，普通混凝土在这一过程中易引起局部温度应力集中催生裂缝，而膨胀剂起到了限制膨胀与补偿收缩的作用，使得养护期每一个阶段的强度都很稳定。
参考文献：
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