試論目前大體積混凝土裂縫問題與控制技術

林開洪

（福建聯益建設有限公司）

試論目前大體積混凝土裂縫問題與控制技術

林開洪

（福建聯益建設有限公司）

隨著經濟的快速發展與科技的不斷進步，建筑行業已逐漸實現了現代化與科學化。現代建筑工程主要使用大體積混凝土作為建筑材料。大體積混凝土的使用在很大程度上提高了建筑工程量。然而大體積混凝土裂縫的問題仍然存在，是目前工程技術人員急需解決的難題。本文將探討目前大體積混凝土裂縫產生的原因與裂縫的類型，并闡述對其的控制技術，以提高建筑工程的質量。

大體積混凝土；裂縫問題；控制技術

目前，大體積混凝土已廣泛應用于各類建筑工程與道路工程中。然而由于大體積混凝土特殊的內在結構與外界溫度變化等因素的影響，十分容易產生裂縫。而混凝土裂縫的產生嚴重威脅著建筑工程的安全，較易引發安全事故[1]。為了使大體積混凝土能夠更安全的應用于建筑工程中，應針對混凝土裂縫問題，采用有效的控制技術，防止工程事故的發生。

1　大體積混凝土裂縫產生的原因

大體積混凝土具有結構厚實、體積龐大、鋼筋密實等特點。在澆筑施工時，一次澆筑量較大，對施工技術要求較高，且受外界環境影響較大，因此大體積混凝土極易產生裂縫，進而造成一定的安全隱患，引發安全事故。例如，福建省莆田市江口鎮新光電子有限公司的一棟四層鋼筋混凝土框架結構宿舍樓突然整體坍塌，造成31人死亡、42人受傷。為了防止安全事故的發生，應深入研究裂縫的成因。下面將對裂縫產生的原因進行分析：

1.1內在因素

大體積混凝土在澆筑過程中，由于水泥的水化作用，會釋放一定的熱量。而水泥水化放熱作用具有集中放熱的特性，其熱量的釋放集中于澆筑后的短時間內，釋放的速度與大體積混凝土的配比比例息息相關[2～3]。水泥水化作用集中放熱的特性使混凝土中心的溫度先降低，而表面的溫度后降低，導致出現較大的內外溫差。溫差的產生使中心產生壓應力，表面產生拉應力，而這兩種力出現極度不平衡或者表面拉應力超過一定范圍后，就會使大體積混凝土產生裂縫。

1.2外在因素

大體積混凝土內部溫度極易受到水泥水化熱作用的影響，然而這并不是其產生裂縫的唯一原因。澆筑時的外界溫度以及混凝土結構的散熱溫度影響同樣會造成大體積混凝土裂縫的產生。外界氣溫升高時，混凝土澆筑的溫度會隨之升高；而外界溫度降低時，其澆筑的溫度也會隨之降低。當外部溫度不斷降低，混凝土內外部溫差就會不斷增加。一旦外部溫度達到一定幅度，將會導致大體積混凝土出現裂縫。外界空氣中的濕度變化也會影響大體積混凝土的干縮程度，對其裂縫的產生有著一定的影響。

2　大體積混凝裂縫的類型

2.1干縮裂縫

混凝土的干縮現象主要與其水泥的用量、集料的性質、外加劑的選擇等因素有關。干縮裂縫的產生是由于混凝土內外部水分的蒸發程度不同，導致其內外部結構變形程度不同而造成的。在外部條件的作用下，混凝土表面的水分蒸發的較快，因此表面變形程度較大，而內部濕度變化較小，變形的程度也較低。表面較大的變形作用受到了內部的約束，產生了較大的拉應力，導致混凝土出現裂縫。

2.2溫度裂縫

溫度裂縫多發生于溫差變化較大地區的大體積混凝土結構中。混凝土在澆筑后的硬化過程中，水泥由于水化作用產生大量的熱量。而大體積混凝土由于體積比較龐大，熱量集中于混凝土的內部無法釋放出來，致使其內部溫度不斷升高。而混凝土的表面由于散熱比較快，造成其內外部出現較大的溫差。溫差的產生導致混凝土內外部的收縮程度不同，使其表面產生拉應力。當這種力超過混凝土的抗拉極限時，就會導致其表面出現裂縫。這種類型的裂縫一般出現在施工的中后期。

2.3沉陷裂縫

地基土質松軟、不均勻，或者回填土未夯實等問題，在不同程度上會造成地基的不均勻沉降，而這種不均勻沉降會使混凝土出現沉陷裂縫[4]。另外，模板剛度不夠、模板支撐底部松動或者支撐間距過寬等因素也會導致混凝土產生沉陷裂縫。尤其是在冬季施工中，模板支撐位于凍土上，凍土化凍后會使地基出現不均勻沉降，導致混凝土結構出現裂縫。

3　針對大體積混凝土裂縫問題的控制技術

3.1材料的控制技術

3.1.1原材料控制

原材料主要包括：水泥、粗骨料、細骨料、粉煤灰和外加劑。在大體積混凝土的施工過程中，水泥的選擇占據著重要的位置。水泥質量的好壞直接關系著水化作用產生的幾率。應嚴格掌握水泥的用量，選擇合格且優質的水泥品種，保證所選用水泥的質量達到施工的各項要求。粗骨料也就是通常所說的石子。同對水泥選用的要求相同，粗骨料的選用也必須達到施工的標準。由于石子的質量與其含沙量有關，含沙量越少，石子與混凝土的融合度越好。這樣不僅能夠提高混凝土的抗壓強度，還可以減少一定的用水量和水泥用量，從而降低水泥水化熱效應。因此應選用含沙量少的石子。細骨料就是通常所說的沙子。建筑中所使用的沙子應選擇顆粒較大的中粗沙，而不是越細越好。細骨料的含泥量應嚴格按照混凝土的強度等級進行選擇，以減少水泥用量及用水量，進而降低混凝土的收縮作用。為了讓混凝土便于泵送，應摻入一定量的粉煤灰，其用量應控制在10%以內。為了使混凝土具備一定的抗裂性，應添加一定量的外加劑。外加劑的添加能夠有效降低水泥水化作用釋放的熱量，能在一定程度上預防混凝土大面積收縮而產生裂縫。

3.1.2材料配比控制

在大體積混凝土的施工中，原材料的配比控制有著十分重要的作用。原材料的配比如不符合施工的要求，就會導致大體積混凝土產生裂縫，引發一系列的施工問題。混凝土的配置應嚴格按國家現行的相關規范進行試配，規范包括《普通混凝土配比設計規程》、《混凝土結構工程施工應用技術規范》、《粉煤灰混凝土應用技術規范》[5]。在實際配比中，應結合不同建筑工程對于混凝土設計強度的等級要求以及各項技術標準進行。

3.2施工的控制技術

在大體積混凝土的澆筑施工前期，應做好各類準備工作，包括：水泥材料的通風干燥、混凝土的攪拌與運輸、優質石料的防曬等。在攪拌混凝土的過程中應采用二次投料法。

3.2.1澆筑施工中的控制技術

在澆筑施工前期，應制定系統的澆筑方案。方案應涉及建設架構的規模、鋼筋設置的疏密情況、管道的預埋與地腳螺栓的預留等問題。根據混凝土的供應情況和水化作用程度可采用不同的澆筑方法，包括：全面分層法、分段分層法、斜面分層法。全面分層法是指在澆筑施工中，首先完成第一層表面的完全澆筑，在第一層表面還未完全凝固的狀態下，開始澆筑第二層，依次逐步進行澆筑。全面分層法一般應用于建筑結構平面面積比較小的工程中。在實際施工操作中，可以從短邊延至長邊進行澆筑，還可以分成兩段從兩端向中間或從中間向兩端進行澆筑。分段分層法一般適用于單位時間內對混凝土的供應要求較少、結構物厚度較低、建筑面積或長度較大的工程。分段分層是指從第一層開始澆筑，并持續不斷延伸至最后一層。在第一層末端混凝土還未凝結的情況下，從第二段開始分層澆筑。斜面分層法是比較常用的澆筑方法。斜面的傾斜度應不超過結構的1/3。斜面分層法一般應用于結構長度超過結構厚度3倍的情況。其方法是從第一層開始，逐層向上澆筑。

3.2.2振搗施工中的控制技術

為了保證混凝土結構整體的穩定性，應進行全面振搗，按規定控制振搗周期與時間。混凝土開始泛漿或不冒氣泡，說明完成了振搗。

3.2.3后期養護中的控制技術

由于混凝土表面的風干速度較快，使外部與內部出現較大溫差，容易產生干縮裂縫。因此混凝土在澆筑后應保持一定的濕度，防止水泥硬化過快。保濕能夠使混凝土內外部溫差得到平衡，提高混凝土的抗裂能力。

3.3溫度的控制技術

溫差是導致混凝土裂縫產生的主要原因。為了從問題的源頭控制，應第一時間進行溫度的控制。根據以往的澆筑經驗，大體積混凝土在澆筑后的4h內，混凝土的強度最低，應及時做好保溫保濕工作，在其表面覆蓋保溫膜。在實際施工中，應結合混凝土的施工情況，選擇合適的時間段覆蓋保溫膜。

4　結束語

綜上所述，建筑工程的質量密切關系著人們的生命安全，已越來越受到社會的重視。大體積混凝土在建筑工程的施工中得到了越來越廣泛的應用。然而大體積混凝土裂縫問題的存在也在一定程度上影響著施工的質量。因此應深入研究混凝土裂縫產生的原因，提高混凝土澆筑工藝，不斷加強混凝土裂縫的控制技術，排除施工中的安全隱患，保證工程的質量。

[1]賈珍則.淺談大體積混凝土裂縫成因及控制[J].中國西部科技，2010（23）：52，43.

[2]嚴盛鋒.大體積混凝土的裂縫分析及措施[J].建材與裝飾，2013（2）：41～ 42.

[3]王克云.試論建筑工程中大體積混凝土的裂縫問題[J].商品與質量·建筑與發展，2014（10）：863.

[4]宣善宏.大體積混凝土裂縫控制的施工技術措施[J].工程與建設，2010（5）：671～673.

[5]張冬秀.論析大體積混凝土的施工溫度與裂縫控制[J].價值工程，2012（23）：112～113.

TU755

A

1673-0038（2015）07-0045-02

2015-1-20

林開洪（1972-），男，工程師（一級建造師），大專，從事現場管理工作。