淺析大體積現(xiàn)澆混凝土施工中裂縫問(wèn)題的防治

劉燕莉

（佛坪縣建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站　陜西省佛坪縣　723400）

淺析大體積現(xiàn)澆混凝土施工中裂縫問(wèn)題的防治

劉燕莉

（佛坪縣建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站陜西省佛坪縣723400）

現(xiàn)代建筑工程規(guī)模日益擴(kuò)大，在建筑工程中，大體積混凝土的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛。隨著大體積混凝土應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛，其澆筑技術(shù)也得到了進(jìn)一步提升，但其裂縫問(wèn)題始終都沒(méi)有得到解決。為了對(duì)大體積裂縫問(wèn)題進(jìn)行解決，需要對(duì)其裂縫形成的原因進(jìn)行分析，并且要提出針對(duì)性的解決措施。

大體積；裂縫問(wèn)題；現(xiàn)澆混凝土

在基礎(chǔ)建設(shè)高速發(fā)展的背景下，大體積混凝土得到了廣泛的應(yīng)用。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，因?yàn)榇篌w積混凝土尺寸偏大，同時(shí)受應(yīng)用情況限制，其表面會(huì)長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，這將會(huì)導(dǎo)致在施工過(guò)程中，混凝土中的主要材料水泥產(chǎn)生的量的水化熱，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度會(huì)快速上升，內(nèi)外會(huì)形成較大的溫差，將會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土因?yàn)闇囟葢?yīng)力原因形成裂縫，從而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性造成影響。

1　導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因

1.1表面溫度裂縫

通常來(lái)說(shuō)，水泥因?yàn)樗療嵩驎?huì)發(fā)出大量的熱量，一般情況下可以達(dá)到500J/g，但是大體積現(xiàn)澆混凝土因?yàn)槠渥陨斫Y(jié)構(gòu)的特殊性，在一定程度上會(huì)對(duì)其產(chǎn)生的熱量造成一定程度的影響，會(huì)導(dǎo)致大多數(shù)的熱量停留在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，無(wú)法散失，這將會(huì)大幅度提高混凝土自身的問(wèn)題。完成混凝土澆筑的3～5d內(nèi)，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度將會(huì)達(dá)到峰值，與此同時(shí)，其表面溫度散熱速度快，因此溫度偏低。在這一情況下，在完成澆筑后，混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度偏低，凝結(jié)時(shí)間短，同時(shí)因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度差較大，會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，也就是外部和內(nèi)部的應(yīng)力會(huì)有所不同，混凝土表面會(huì)受到壓力，而其內(nèi)部則會(huì)受到拉力。任何物體在受力上都有一個(gè)臨界點(diǎn)，混凝土結(jié)構(gòu)也不例外，混凝土結(jié)構(gòu)的臨界點(diǎn)就是自身的抗拉強(qiáng)度，如果混凝表面受到的拉力超過(guò)了混凝土抗拉強(qiáng)度，混凝土結(jié)構(gòu)將會(huì)遭受破壞，其表面會(huì)因?yàn)槔ψ饔枚霈F(xiàn)裂縫，通常情況下，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫都出現(xiàn)在澆筑后期，混凝土溫度上升階段。

1.2垂直溫度裂縫

混凝土在降溫過(guò)程中，因?yàn)闊崦浝淇s原因，混凝土結(jié)構(gòu)熱量將會(huì)逐漸散失掉。此外，混凝土硬化時(shí)，其凝膠作用和水化作用會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土產(chǎn)生收縮。大體積混凝土在應(yīng)用過(guò)程中，因?yàn)槭艿阶陨斫Y(jié)構(gòu)或基底墊層的影響，其收縮拉應(yīng)力會(huì)很大。與形成表面溫度裂縫的原因一樣，如果收縮拉應(yīng)力的最大值，一旦超出了混凝土極限拉強(qiáng)度，混凝土內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)垂直裂縫，垂直裂縫的深度都較大。通常情況下，垂直裂縫都出現(xiàn)在構(gòu)件的中間部位，并且其位置會(huì)與約束構(gòu)件的基層或者墊層位置離得較近，情況嚴(yán)重時(shí)，裂縫將會(huì)貫穿斷面，不僅會(huì)對(duì)構(gòu)件的質(zhì)量造成影響，同時(shí)還會(huì)對(duì)建筑的使用壽命造成影響。垂直溫度裂縫與表面溫度裂縫的發(fā)生時(shí)間不同，其主要發(fā)生在澆筑降溫階段。

2　防治大體積現(xiàn)澆混凝土裂縫的措施

2.1設(shè)計(jì)方面的措施

在設(shè)計(jì)大體積混凝土過(guò)程中，主要考慮的問(wèn)題有結(jié)構(gòu)、配合比、鋼筋等多個(gè)方面，從而有效的控制大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)。在設(shè)計(jì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，一方面需要對(duì)混凝土自身的結(jié)構(gòu)加以考慮，同時(shí)還需要對(duì)結(jié)構(gòu)在應(yīng)用過(guò)程中需要承擔(dān)的荷載加以考慮，考慮問(wèn)題必須要全面、合理、科學(xué)，確保混凝土結(jié)構(gòu)的合理性，避免在應(yīng)用過(guò)程中，因?yàn)楹奢d原因?qū)е铝芽p的出現(xiàn)。針對(duì)混凝土配合比的設(shè)計(jì)，需要依據(jù)大體積混凝土特點(diǎn)，在確保混凝土結(jié)構(gòu)的性能能夠滿足施工要求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要盡量減少水灰比和細(xì)骨料的使用量，而這一切的進(jìn)行需要在骨料的級(jí)配合理的情況下進(jìn)行。

2.2控制構(gòu)件原料

2.2.1控制水泥種類

無(wú)論是表面溫度裂縫，還是垂直溫度裂縫，其形成的本質(zhì)都與水泥的水化作用有著密切聯(lián)系，在對(duì)裂縫的控制上，如果從水化熱角度出發(fā)，應(yīng)當(dāng)選用中熱或者低熱的水泥對(duì)水化作用進(jìn)行抑制，因此在水泥的選用上，需要選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的礦渣硅酸鹽水泥。

2.2.2選擇骨料

骨料對(duì)大體積混凝土質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響，通常來(lái)說(shuō)，在大體積混凝土澆筑過(guò)程中需要選擇的骨料的級(jí)配應(yīng)當(dāng)較高，使其抗拉強(qiáng)度得到提高。為了避免裂縫的出現(xiàn)，在骨料的選擇上，應(yīng)當(dāng)選取直徑長(zhǎng)度5～40mm骨料；細(xì)骨料的選擇應(yīng)當(dāng)選擇粗砂。此外，還需要對(duì)砂和石的量進(jìn)行嚴(yán)格控制，其含量最好控制在1～3%。

2.2.3選擇外摻劑

將粉煤灰加入到混凝土中，不僅可以使混凝土的特性得到改善，并且可以適當(dāng)?shù)臏p少混凝土的使用量，從而可以有效控制水化熱的發(fā)生。向水泥中加入適當(dāng)微膨脹劑，例如，微膨脹水泥，可以起到抗收縮作用，可以降低大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)。

2.3施工過(guò)程中的控制措施

要想實(shí)現(xiàn)對(duì)大體積混凝土裂縫的控制，施工過(guò)程中涉及到的操作必須要嚴(yán)格的依據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，施工過(guò)程要嚴(yán)格的依據(jù)流程進(jìn)行，確保施工質(zhì)量。此外，相應(yīng)的負(fù)責(zé)人需要對(duì)澆筑的環(huán)節(jié)和進(jìn)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)督。

大體積混凝土澆筑溫度需要在28℃以下進(jìn)行，因此在澆筑過(guò)程中需要對(duì)溫度造成的影響加以考慮。大體積混凝土的澆筑應(yīng)當(dāng)盡量分塊完成，同時(shí)在混凝土澆筑過(guò)程中，可以利用冷水對(duì)混凝土進(jìn)行降溫，從而提高混凝土降溫的速度。在混凝土澆筑過(guò)程中，采取分層法進(jìn)行澆筑，通常每一層澆筑的厚度應(yīng)當(dāng)在3cm左右，需要注意的是，兩層在澆筑過(guò)程中的時(shí)間間隔不能過(guò)長(zhǎng)，在下次混凝土澆筑前，需要在上一層混凝土澆筑凝結(jié)后進(jìn)行，同時(shí)在振搗過(guò)程中需要避免離析情況的發(fā)生。此外，在澆筑過(guò)程中，不僅要監(jiān)控混凝土的溫度，掌握混凝土的動(dòng)態(tài)變化情況，還需要加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)，避免混凝土因?yàn)槭^(guò)多，出現(xiàn)表面裂縫。

2.4澆筑方案的控制

分層連續(xù)澆筑和踏步分層澆筑是常用的兩種澆筑方式，在混凝土澆筑過(guò)程中，依據(jù)混凝土初凝時(shí)間的不同，選擇不同的澆筑方式。分層連續(xù)澆筑與踏步分層澆筑相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：振搗更容易、澆筑過(guò)程中可以利用層面，加快散熱速度，從而確保混凝土的質(zhì)量不會(huì)受到影響。因此在條件允許的情況下，應(yīng)當(dāng)盡可能選取分層連續(xù)法澆筑法。

2.5大體積混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的溫度控制

在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，要對(duì)測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行合理布置，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土內(nèi)部溫度的測(cè)量工作，在對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行布置時(shí)，選擇的位置需要具有代表性，同時(shí)需要注意，測(cè)點(diǎn)的分布必須要均勻，選取的測(cè)點(diǎn)能夠反映混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度的真實(shí)變化。測(cè)溫點(diǎn)的分布如圖1所示。

圖1　測(cè)溫點(diǎn)平面布置圖

在測(cè)溫點(diǎn)處可以預(yù)先埋設(shè)孔徑較小的PVC管，并且對(duì)下端進(jìn)行封堵，預(yù)埋的測(cè)溫孔應(yīng)當(dāng)為垂直的，并且在設(shè)計(jì)和施工上應(yīng)當(dāng)達(dá)到相應(yīng)的要求，在進(jìn)行測(cè)溫前，需要將麻油注滿到孔內(nèi)。混凝土的內(nèi)部和外部的溫差應(yīng)當(dāng)控制在25℃之內(nèi)。

對(duì)混凝土的溫度應(yīng)當(dāng)進(jìn)行24h動(dòng)態(tài)監(jiān)控，監(jiān)控器應(yīng)當(dāng)在15d左右，每天的上午和晚上都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行兩次測(cè)量報(bào)表，如果混凝土內(nèi)部和外部溫差超過(guò)了25℃，需要發(fā)出警報(bào)，并通過(guò)覆蓋方式對(duì)混凝土進(jìn)行保溫。通常情況下，混凝土內(nèi)部溫度在3～5d就可以上升到最高，然后將會(huì)趨于穩(wěn)定，并且溫度將會(huì)逐漸下降，在混凝土升溫過(guò)程中，測(cè)溫應(yīng)當(dāng)每2h進(jìn)行一次，降溫階段測(cè)溫應(yīng)當(dāng)每4h進(jìn)行一次。

3　結(jié)束語(yǔ)

大體積混凝土在特殊工程中有著其它結(jié)構(gòu)無(wú)法代替的作用，而通過(guò)相應(yīng)措施對(duì)混凝土中出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行控制，是現(xiàn)代大體積混凝土澆筑過(guò)程中施工人員一致探討的問(wèn)題，文章從多個(gè)方面對(duì)大體積混凝土裂縫的防治進(jìn)行了分析，希望對(duì)促進(jìn)我國(guó)的建筑行業(yè)發(fā)展能夠有所幫助。

[1]吳同國(guó).橋梁工程中大體積混凝土的裂縫成因及防治對(duì)策[J].科技視界，2014，30：114～115.

[2]徐俊峰.談公路橋梁大體積混凝土裂縫成因及改進(jìn)方法[J].山西建筑，2014，34：185～186.

[3]段偉民.淺析城建工程大體積混凝土施工技術(shù)研究[J].門窗，2014，09：448～451.

TU755

A

1673-0038（2015）38-0083-02

2015-8-20

劉燕莉（1980-），女，助理工程師，大專，主要從事建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理工作。