針對(duì)大體積混凝土裂縫問(wèn)題分析與探討

宗力軍

【摘要】本文首先介紹了大體積混凝土的裂縫形成原因，然后對(duì)溫度監(jiān)測(cè)、施工措施進(jìn)行了分析，最后深入介紹了大體積混凝土工程的裂縫控制方法，本文在此提出了自己的觀點(diǎn)和看法，可供同行參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土； 裂縫； 控制方法； 研究

對(duì)于建筑工程大體積混凝土裂縫而言，只有從設(shè)計(jì)方案出發(fā)、合理選擇混凝土原材料、做好溫度的監(jiān)控、及時(shí)養(yǎng)護(hù)，才能夠有效避免裂縫的出現(xiàn)，才能夠確保工程質(zhì)量不會(huì)受到任何的影響。

一、大體積混凝土的裂縫形成原因

1、 荷載原因

在不同狀態(tài)荷載和次應(yīng)力等的影響下，大體積混凝土容易產(chǎn)生直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫，尤其是大體積混凝土結(jié)構(gòu)受拉、受剪、振動(dòng)比較嚴(yán)重的位置，結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)脆性破壞。通常情況下，大體積混凝土結(jié)構(gòu)要求對(duì)鋼筋進(jìn)行合理的布置，以提高結(jié)構(gòu)剛度水平，但在外界荷載因素的反復(fù)撞擊和振動(dòng)下，仍然可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)抗拉和抗剪等能力范圍之外的破壞，而結(jié)構(gòu)剛度不足的大體積混凝土結(jié)構(gòu)部位，就會(huì)產(chǎn)生荷載裂縫。

2、 溫度原因

由于混凝土具有熱脹冷縮的物理特性，因此在澆筑時(shí)，水泥會(huì)發(fā)生水化熱物理反應(yīng)，而此時(shí)混凝土內(nèi)部的溫度在短時(shí)間內(nèi)會(huì)快速升高，表面和內(nèi)部散熱能力相差太大的混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)外部溫度相差太大，混凝土結(jié)構(gòu)就可能出現(xiàn)變形開(kāi)裂。混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)約束混凝土變形，如果變形產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)混凝土本身的抗拉強(qiáng)度能力，就會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫。溫度裂縫位于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的不同部位，有表面裂縫、深層裂縫、貫穿裂縫幾種，這些裂縫對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的危害性具有一定的差異性。

3、收縮原因

收縮裂縫屬于大體積混凝土表面的裂縫，裂縫寬度細(xì)長(zhǎng)、龜裂分布、沒(méi)有任何分布規(guī)律，產(chǎn)生的主要原因是混凝土成型后，從表面到內(nèi)部逐漸出現(xiàn)水分蒸發(fā)，外部的干縮受到內(nèi)部約束，使得內(nèi)部和外部的干縮程度不同，產(chǎn)生的拉應(yīng)力引起混凝土開(kāi)裂。這種收縮現(xiàn)象，常見(jiàn)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)階段，由于沒(méi)有做好防風(fēng)和防曬措施，降低混凝土早期強(qiáng)度，在橋梁腹板位置，收縮裂縫現(xiàn)象尤甚，嚴(yán)重影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)的外觀和結(jié)構(gòu)的耐久性。

4、 鋼筋銹蝕原因

大體積混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的部分位置，鋼筋可能存在嚴(yán)重銹蝕現(xiàn)象，使得斷面的有效面積變小，進(jìn)而影響握裹混凝土的能力，甚至破壞大體積混凝土結(jié)構(gòu)，經(jīng)檢查，主要是因?yàn)榇篌w積混凝土施工的時(shí)候，鋼筋周?chē)幕炷帘Ｗo(hù)層厚度不足，留給氯化物侵入的空隙，破壞了鋼筋表面的氧化膜，從而逐漸發(fā)生銹蝕反應(yīng)，底板出現(xiàn)嚴(yán)重的混凝土開(kāi)裂和剝落情況，使得鋼筋銹跡侵蝕到混凝土表面，對(duì)混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力。

二、大體積混凝土工程的裂縫控制方法

1、確定出施工方案

進(jìn)行建筑工程大體積混凝土施工，需要以系統(tǒng)的觀點(diǎn)，統(tǒng)觀全局，能夠?qū)Ω鱾€(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量問(wèn)題加以統(tǒng)籌，做到混凝土施工技術(shù)的科學(xué)選擇；在規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段，需要由專業(yè)的工程師對(duì)工程加以鑒定，制定出合理的方案，把握大體積混凝土施工的基本設(shè)計(jì)理念與基本結(jié)構(gòu)；注重統(tǒng)籌兼顧、謹(jǐn)小慎微的原則，這樣才能從根本上防治混凝土出現(xiàn)裂縫，這只有把握這一原則，才能夠在設(shè)計(jì)與建造時(shí)獲取經(jīng)驗(yàn)，不會(huì)再混凝土裂縫問(wèn)題上留下任何的可能性。

2、做好大體積混凝土材料的選擇

想要從源頭控制大體積混凝土裂縫，就需要站在原材料的角度上來(lái)看，大體積混凝土所使用的材料要保持各種作用產(chǎn)生的拉應(yīng)力應(yīng)該比混凝土實(shí)際的抗拉強(qiáng)度小。基于此，就需要選擇干縮值小、低熱的水泥，避免因?yàn)槭湛s與干縮加劇，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。在選擇原材料性能上，應(yīng)該注意粗細(xì)材料含泥量以及結(jié)構(gòu)密集程度的嚴(yán)格控制，盡可能選擇干縮值小、吸水率小、結(jié)構(gòu)縝密的骨料，適當(dāng)添加減水劑，減少單位的用水量，做好骨料的分配改善，利用低流態(tài)混凝土；另外，還需要考慮到混凝土的熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)電性能、比熱容、干縮率等各個(gè)方面的問(wèn)題。

3、強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)施工管理

現(xiàn)場(chǎng)的大體積混凝土施工，就需要做好以下幾點(diǎn)：降低骨料、拌合水的溫度，將混凝土建筑施工選擇在早晚或者是低溫季節(jié)，避免高溫環(huán)境，控制好澆筑時(shí)間，遏制收縮率與干縮率過(guò)大的情況出現(xiàn)；為了避免混凝土本身溫度過(guò)高而引起裂縫產(chǎn)生，在高溫作業(yè)的時(shí)候，必須將混凝土運(yùn)輸時(shí)間縮短，加大人工對(duì)混凝土的覆蓋，做好遮陽(yáng)隔風(fēng)處理，最大程度地降低混凝土的溫度；強(qiáng)化支撐與模板剛度，模板需要用水均勻濕透，必要時(shí)，模板可以采取干燥吸水；等澆筑完畢之后，應(yīng)該及時(shí)灑水覆蓋，必要時(shí)，在初凝之前還需要進(jìn)行第二次抹壓，在施工期間需要注意施工縫隙處理以及在振動(dòng)之后的模板移位與振動(dòng)情況。

4、做好混凝土的振搗、抹面工作

在進(jìn)行大體積混凝土的振搗與抹面時(shí)，要注意：第一，在振搗混凝土?xí)r，要講振搗棒垂直，快速插入振動(dòng)棒，緩慢拔出振動(dòng)棒，根據(jù)混凝土的差異來(lái)選擇振搗時(shí)間，避免出現(xiàn)混凝土漏振或者是混凝土過(guò)振的現(xiàn)象。在建筑工程大體積混凝土采取二次抹面技術(shù)或者是二次振搗技術(shù)時(shí)，可以將混凝土水分與氣泡有效地排除；第二，在混凝土振搗成型之后，就可以采取蓄水保溫處理，可以在表面覆蓋薄膜以及濕麻袋覆蓋養(yǎng)護(hù)。在混凝土支模板工作時(shí)，確保模板的剛度達(dá)到牢固支撐，使地基可以均勻受力；第三，用木蟹抹面，對(duì)混凝土進(jìn)行分次施壓抹平，井混凝土內(nèi)部的氣泡與水分排除掉，這樣可以將建筑工程大體積混凝土的密實(shí)度增加。

5、監(jiān)控大體積混凝土溫度

在監(jiān)控大體積混凝土施工時(shí)，除開(kāi)對(duì)水泥水化熱進(jìn)行測(cè)定之外，在澆筑混凝土期間，還需要對(duì)表面以及表面之下50-100 毫米深處的溫度，在每一天8 小時(shí)工作班時(shí)，需要進(jìn)行不少于2 次的溫度監(jiān)控。在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，需要監(jiān)控內(nèi)外溫度、塊體升降溫、環(huán)境溫度以及降溫速度等。檢測(cè)的頻率與規(guī)模的選擇需要考慮到施工工程的重要性以及施工經(jīng)驗(yàn)，在溫度測(cè)量時(shí)可以選擇先進(jìn)的儀器測(cè)溫方法，比如：有經(jīng)驗(yàn)也可以選擇簡(jiǎn)易測(cè)溫法。在布置溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，就需要將大體積混凝土降溫速度、內(nèi)外溫差、環(huán)境溫度等真實(shí)反映作為主要原則。

6、開(kāi)展大體積混凝土的保養(yǎng)工作

在進(jìn)行大體積混凝土保養(yǎng)中，首先要考慮到水泥的實(shí)際特性，水泥作為水硬性的材料，具備干縮性，在初期硬化時(shí)，如果水分不足，就可能產(chǎn)生混凝土裂縫，為了避免裂縫的產(chǎn)生，就需要強(qiáng)化養(yǎng)護(hù)，定時(shí)做好澆水處理，做好覆蓋；對(duì)于因?yàn)闇夭钏鸬牧芽p，就需要采取相應(yīng)的處理措施，溫差變化較大，會(huì)加劇收縮與干縮，這一類(lèi)問(wèn)題的解決措施是在恰當(dāng)?shù)牟课贿M(jìn)行伸縮縫的預(yù)留；如果裂縫的產(chǎn)生是因?yàn)閼?yīng)力過(guò)于集中，一般都是出現(xiàn)在支座或者是板的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)角處，就可以在板面增設(shè)鋼筋網(wǎng)或者是將鋼筋的間距縮小，來(lái)解決這一問(wèn)題；如果是因?yàn)樨?fù)載過(guò)早，從而引起了混凝土裂縫，在混凝土還未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，就提前加荷，就會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件過(guò)載，使得板底出現(xiàn)裂縫，為了避免這一問(wèn)題，就需要對(duì)拆模時(shí)間嚴(yán)格控制，不允許提前加載，就算是未拆模，也不允許在板面上堆載過(guò)多。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大體積混凝土澆筑的裂縫對(duì)整個(gè)施工過(guò)程及其構(gòu)筑物都構(gòu)成很大的危害，裂縫嚴(yán)重的將會(huì)對(duì)筑物的安全使用和壽命構(gòu)成威脅，所以在大體積混凝土施工過(guò)程中一定要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，盡可能的減少大體積混凝土的裂縫形成，以最大限度是保障工程的質(zhì)量。

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