1. 前言
    混凝土裂縫控制是工程建設中技術上的重點與難點問題。裂縫一旦形成，特別是基礎貫穿裂縫出現在重要的結構部位，危害極大，它會降低結構的耐久性，削弱構件的承載力，危害建筑物的使用安全。根據卡塔爾CP1工程IR3、IR4灌溉水池泵站大塊體、大面積、大厚度混凝土的結構特點，在施工中制定一系列混凝土裂縫控制措施，取得一定的成果。
    CP1工程是卡塔爾市政建設投資較大的工程，也是中國水利水電建設集團公司最大的跨國工程，合同總額約15億多美元。主要工程內容包括8.5km地下公用箱涵、2個2.5萬m³飲用水池和2個2.2萬m³的灌溉水池等7個大型工程項目。其中IR3、IR4灌溉水池泵站是CP1工程的重要分項工程之一，其結構混凝土強度等級為C40/20D（D表示最大粒徑，二級配），底板尺寸55.7×55.7m（長×寬），底板厚度2.6m，總面積為1551m²，共分12塊施工。其中單塊最大澆筑方量超過1200m³。
2.裂縫控制難點
 工程當地屬于熱帶沙漠氣侯，炎熱干燥，且混凝土施工處于強侵蝕的臨海環境條件，年平均降水量僅125毫米。高溫季節4～11月，天氣炎熱潮濕，最高氣溫可達46℃，最高月平均氣溫34.7℃；低溫季節12月至次年3月，天氣溫和少雨干燥，白天最高氣溫依然達到35℃左右，最低氣溫7℃，溫差達22℃～28℃，晝夜溫差很大，其中3月份月平均氣溫26.8℃。此外，灌溉水池泵站底板最大埋深10m（▽-7.50m左右），常年地下海水水位均在地面下2.5m左右（▽±0.00m左右）。如何在強侵蝕性、高溫差、沙漠海洋性氣候條件下，滿足澆筑大面積、高厚度基礎高性能泵送混凝土的質量要求、不產生危害性裂縫，是IR3、IR4灌溉水池泵站混凝土施工的最大難點。
3.裂縫控制措施
3.1. 優選原材料
3.1 .1水泥
    水泥用量是混凝土收縮率的重要因素，采用降低水泥用量的方法來降低混凝土的絕對溫升值，可以使混凝土澆筑后的內外溫差和降溫速度控制的難度降低，降低混凝土最高溫升，降低混凝土所受的拉應力，也可降低保溫養護的費用，這是大厚度、大體積高性能混凝土配合比選擇的首要特殊因素。CP1工程選用堿含量不超過0.6%的低熱OPC42.5硅酸鹽水泥，采用低膠凝材料用量控制為380kg/m³，低于國內C35～C40高性能混凝土膠凝材料總用量不宜高于450kg/m³的標準，且膠凝材料的抗蝕系數不大于0.8%，經試驗確定水泥用量不超過260kg/m³ 。
3.1.2 粉煤灰和硅粉
   根據卡塔爾規范規定，結合C40/20D高性能混凝土溫控要求（混凝土到達現場溫度不超過30℃，內部最高溫度不超過70℃，內外溫差不超過25℃），混凝土中摻入適量的摻合料，降低混凝土水化熱同時保證高性能混凝土電通量、滲透性、氯離子含量、硫酸根離子含量的特殊要求（見表2）。通過試驗和經濟比較確定選用上海和印度產粉煤灰和硅粉，其摻量分別控制為120kg/m³ 和26kg/m³。
3.1.3 外加劑和水
高性能混凝土中摻加一定用量外加劑，根據BS（英國）、ASTM（美國）相關標準特殊要求，外加劑選用必須同時滿足“外加劑不含氯離子、其他幾項指標亦同時滿足要求”兩個條件。通過對產自第三國的四種外加劑試驗檢驗結果對比，最終選定約旦生產的PC-240高效減水劑，其摻量控制不超過1%。
拌和用水經檢驗選用當地可直接飲用的飲用水，水的各項質量指標滿足要求。
3.1.4 砂石骨料
   骨料的物理力學性能、化學成份直接或間接影響高性能混凝土性能。選用5～10mm、10～20mm連續級配粗骨料，細度模數2.80-3.00的中砂，砂、石含泥量控制在1％以內，并不得混有有機質等雜物且無潛在硅-堿反應，杜絕使用海砂。該國家絕大部分陸地處于沙漠化，因地下巖石長期受到氯鹽水的侵蝕，早已形成強風化狀態。所以，經試驗檢驗確定選用骨料從迪拜購買，巖性有硬質輝長巖和石灰巖兩種，其各項指標檢測滿足要求。
3.2高性能混凝土配合比設計
按照BS（英國）、ASTM（美國）及DIN(德國)標準，結合CP1工程特殊規范要求，根據我們多年混凝土配合比設計經驗，經對0.35、0.34和0.33不同水膠比高性能混凝土試驗結果比較，選定采用0.33的水膠比，利用相對較低的水泥用量，大摻量粉煤灰、硅粉，外加劑摻和料等技術配制出抗氯離子滲透能力較高的高性能混凝土。因IR3、IR4底板為鋼筋混凝土結構，混凝土氯離子總量（包括水泥、粉煤灰、硅粉、粗細骨料、水、外加劑等所含氯離子含量之和）控制應不超過膠凝材料總量的0.1%。混凝土配合比設計參數見表1，其耐久性試驗結果見表2，其他各項指標經檢驗也均滿足特殊規范的特殊要求。該混凝土配合比設計于2008年11月份經業主、咨詢單位批復后并投入本工程使用至今。
表1                      C40/20D高性能混凝土配合比參數

水膠比	粉煤灰摻量（%）	用水量（kg/m3）	水泥（kg/m3）	粉煤灰（kg/m3）	硅粉（kg/m3）	砂率 （%）	PC-240摻量（%）	要求坍落度（mm）
0.33	30	132	254	120	26	40	0.95	100～150

表2                          C40/20D高性能混凝土耐久性指標檢驗結果

序號	檢測項目	齡期（d）	對應國內標準要求	執行標準要求	檢測結果
1	混凝土電通量(C)	28	≤1500	≤800	368
2	混凝土滲透性(mm)	28	≤8	≤5	2.6
3	氯離子含量(%)	28	≤0.2	0.1～0.2	0.1
4	硫酸根離子含量(%)	28	≤4.0	≤4.0	3.5

注:對應國內標準要求是指在L1環境、100年使用年限同等條件下對應的國內標準要求。