大體積混凝土澆筑的裂縫控制分析

蔡宇

【摘要】大型混凝土結構物的裂縫現象是不可避免的，但是需要控制在一個合理的范圍內，才能夠保證結構物的安全。因此，關于大體積混凝土結構的裂縫的控制有著重要的意義。

【關鍵詞】混凝土；裂縫；澆筑；施工；

一、大體積混凝土澆筑裂縫產生的成因分析

1.大體積混凝土澆筑裂縫種類

大型混凝土結構的破壞往往是從裂縫開始，然而世界上不存在任何沒有裂縫的混凝土結構，這是由混凝土的特性所決定的。可以說，裂縫是大型混凝土結構中必然存在的，但不是所有的裂縫都對建筑結構產生危害的，裂縫主要可以分為微觀裂縫、宏觀裂縫以及溫度裂縫。

微觀裂縫實際上就是肉眼無法看見的裂縫，這種裂縫也是我們常說的混凝土結構在澆筑過程中無法避免的裂縫形式，微觀裂縫一般不會對建筑結構產生危害性，較為常見的微觀裂縫為粘著裂縫、水泥石裂縫。宏觀裂縫，則是指肉眼可見的裂縫，在行業內，對于宏觀裂縫與微觀裂縫的區分點一般以裂縫寬度0.05mm，大于標準則是宏觀裂縫，小于標準值則是微觀裂縫。混凝土有裂縫是絕對的，無裂縫是相對的，對于混凝土的裂縫控制也就是讓其裂縫寬度在標準值之內的狀態。溫度裂縫，則指的是混凝土結構隨著溫度的變化而產生形變，生存宏觀裂縫。

2.裂縫產生的成因分析

混凝土結構產生裂縫的原因十分多，這是由于澆筑過程中，質量會受到許多因素的影響，主要包括有：施工因素、混凝土本身因素以及環境因素。

混凝土是一種脆性材料，材料本身就具有強度低、伸縮性小的特點，大型混凝土結構的斷面尺寸一般比較大，由于澆筑過程中使得水泥水化產生了大量的熱量，使得內部溫度急劇升高，使得本身的徐變增大，但溫度降低后，徐變變小，會生成一定的內部拉力。在澆筑硬化的過程中，由于混凝土的耐久性能的下降，硬化前后以及過程中，混凝土結構的體積一直成動態變化。在體積的變化以及內部應力的作用下，都極有可能讓混凝土內部產生收縮，形成形變，導致開裂。

大型混凝土結構的澆筑施工也極易使得結構物產生裂縫，在施工過程中的違章施工，例如為了提升混凝土的流動性便于夏季澆筑，認為加水，使得混凝土強度降低，繼而形成了干縮裂縫或者凝縮裂縫。混凝土拆模過早、振搗方式不正確、養護不當等都會造成裂縫現象。

大型混凝土結構項目施工往往存在施工周期長的特點，在施工過程中，普遍會出現跨季節的現象。在氣候與環境的變化過程中，不同環境會對澆筑完成后的混凝土結構產生不同的溫度荷載，在沒有其實調節好混凝土結構物與環境溫度之間的溫控措施，則混凝土結構物極易容易由于內外溫差過大產生溫度應力，產生形變，生成裂縫。

二、大體積混領土澆筑裂縫控制措施

1、 混凝土材料的合理選擇

在材料方面控制大體積混凝土的開裂，主要從減小混凝土的收縮，降低水化熱，增強混凝土抗拉強度等方面入手。材料的選擇其實是從根本上來控制和防止混凝土結構物的相對裂縫程度，是大型混凝土結構防裂縫的最初的也是最重要的一步。混凝土材料的選擇主要包含以下幾個方面：

第一，水泥和水的選擇，水泥選擇的首要標準在于水泥水化過程產生熱的性能，大體積混凝土結構在選用水泥品種時，應綜合考慮水化熱、強度、坍落度等因素。并且盡量降低水泥用量，主要原因是大型混凝土結構物選用的往往是強度高的水泥，在保持混凝土強度達到標準的同時，只能通過降低水泥用量才能降低水化熱。

第二，對于混凝土骨料的選擇，選擇骨料時應優先選用熱膨脹系數小、含泥量低的骨料，并強調骨料的連續級配。

第三，對于混凝土的礦物摻合料、外加劑以及配合比的選擇，也應該根據結構物本身的設計情況來進行科學合理的設計。常見的礦物摻和料為粉煤灰、礦渣、硅灰、沸石粉等，外加劑為減水劑、緩凝劑、膨脹劑等，礦物摻和料以及外加劑的加入均是為了一定程度的防止混凝土自身產生形變，從而產生裂縫。

2、 施工技術控制

除開混凝土本身對于裂縫產生的影響，施工因素是混凝土澆筑產生裂縫中主要的因素。對于混凝土澆筑的施工過程對裂縫產生的控制需要從施工前、施工過程、施工后期三個時間段來進行控制。

在施工前，施工方應根據大型混凝土的結構設計科學合理的選擇混凝土原材料，并確定外加劑以及混合比的設計。混凝土的配合比對于混凝土結構工程起著關鍵的作用，在原材料質量較好、配合比科學合理的條件下，還應該積極參考一些統計資料，保證混凝土的設計強度達到結構物的荷載需求。另外，還要充分考慮到混凝土的應有耐久性，混凝土配合比的確定，應保證結構的設計所規定的強度等級和施工和易性及坍落度的要求，并應符合合理使用材料，節約水泥的原則，同時又要達到施工的易振搗要求。

在施工過程中，對混凝土的裂縫控制主要有賴于施工技術，大體積混凝土結構的施工過程主要包含有振搗過程和澆筑過程。對于大體積混凝土澆筑，除了一般的施工工藝外，應采取一些技術措施，減少混凝土的收縮，提高極限拉伸，這對防止裂縫的產生有很大作用。一般來說，在混凝土澆筑成型和靜置過程中，自由水會使得其表面形成水膜層，以至于混凝土硬化后削弱了硬化水泥沙漿與石子之間的粘結，造成一個薄弱環節，極其容易在外界惡劣環境下產生變形，導致裂縫的產生。為了避免這種問題的產生，可采用二次投料的砂漿裹石或凈漿裹石攪拌新工藝。這樣可以有效地防止水分向石子與水泥砂漿界面的集中，使硬化后的界面過渡層的結構致密，粘結加強，從而使混凝土強度提高10%左右。在實施混凝土結構的二次振搗過程時，要注意恰當的時間，也就是在振動界限的時間點進行振搗，同時還需要考慮到技術上的科學合理，盡量的滿足分層澆筑的安排。

溫度控制也是混凝土澆筑過程中需要重視的因素，其控制的主要溫度在于混凝土的出機溫度以及澆筑溫度。在混凝土的混合材料中，石子比熱是最小的，水的比熱最大，因而對混凝土出機溫度影響最大的為石子與水，砂與水泥次之，而由于石子在混凝土所占有的重量大，因而出機溫度的控制主要通過降低混合物中石子的溫度來實施，主要方法是為石子堆場搭設遮陽裝置，或使用前用冷水進行沖洗。混凝土的澆注溫度則是指混凝土從攪拌機中運出后到澆筑完成過程中的溫度，在這一過程，混凝土會經過運輸、泵送、澆筑以及振搗一系列的施工，因此，其降低溫度的方式較多，例如加冰攪拌、縮短混凝土運輸時間、泵管覆蓋等方式，盡量降低混凝土在這一過程從外界吸收熱量。

澆筑施工后期，需要重視對混凝土結構的保護工作，主要包括混凝土澆筑后早起的保水養護和保溫養護，以及根據氣候環境的改變對混凝土結構進行防風和回填。混凝土澆筑完畢后，早期保水養護不足或者保溫養護不足對所有混凝土的強度發展和耐久性都有不利的影響。保水養護的方式通常采用有淋水，鋪設濕砂層、濕麻袋或草袋等。保溫養護時可采用濕砂、鋸末、草袋或草墊、塑料薄膜之類的保溫材料覆蓋在結構物表面或覆掛在結構物四周模板外進行養護，以減緩表層混凝土降溫速度。

三、總結

混凝土結構發生有害裂縫，給混凝土結構的強度、整體性、抗震性及耐久性造成嚴重隱

患。所以大體積混凝土施工中的突出任務是控制混凝土溫度變形裂縫，提高混凝土的抗滲、抗裂、抗侵蝕能力，從而提高建筑結構的耐久年限。

參考文獻：

[1] 白繼中，賈海亮，辛雁清.水工混凝土裂縫的研究[J].山西水利科技，2012（l）.

[2] 薛志宏，張延明.大體積混凝土施工工藝的探討[J].吉林勘察設計，2011（1）.

[3] 吳榮昌.大體積混凝土施工中溫度裂縫控制技術[J1.重慶建筑，2012