大體積混凝土裂縫控制與防治探究

劉國義

[摘要]伴隨國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，我國建筑事業(yè)也得到了快速發(fā)展，其施工質(zhì)量是否滿足施工標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為人們普遍關(guān)注的問題。本文主要對(duì)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因、控制技術(shù)及防治進(jìn)行了分析與探究。

[關(guān)鍵詞]大體積混凝土；裂縫控制；原因

文章編號(hào)：2095-4085（2016）04-0177-02

在建筑工程施工中，大體積混凝土裂縫問題極為常見，針對(duì)大體積混凝土構(gòu)造物裂縫問題各個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)都有所不同，為更好地提高工程建設(shè)整體質(zhì)量，必須嚴(yán)格遵循國家相關(guān)規(guī)定，做好控制與防治工作，降低裂縫危害。

1.大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1干縮裂縫

大體積混凝土的干縮裂縫大都是因?yàn)槠鋬?nèi)外部水分蒸發(fā)程度的不同，進(jìn)而引發(fā)不同程度變形的結(jié)果。如果大體積混凝土受外部條件的影響，表面水分就會(huì)損失過快，從而產(chǎn)生變形；若內(nèi)部濕度變化較小，混凝土的變形程度相對(duì)來說也會(huì)變小。因?yàn)槭艿交炷恋膬?nèi)部束縛，混凝土構(gòu)筑物容易產(chǎn)生較大的表面干縮變形，進(jìn)而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，最終產(chǎn)生大體積混凝土裂縫。大體積混凝土容易產(chǎn)生干縮裂縫與混凝土的相對(duì)濕度和水泥漿體的干縮性關(guān)系尤為重要。混凝土的相對(duì)濕度越低，水泥漿體的干縮性也就越大，混凝土干縮程度主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量以及外加劑的用量有著密切的關(guān)聯(lián)。

1.2塑性收縮裂縫

塑性收縮是混凝土在完成澆筑后且尚在塑性狀態(tài)下發(fā)生的收縮，混凝土裂縫常常會(huì)發(fā)生在項(xiàng)目施工的過程中，大約是在混凝土澆筑后的四小時(shí)左右，此時(shí)的水泥水化反應(yīng)劇烈，會(huì)發(fā)生水分快速蒸發(fā)和泌水現(xiàn)象，此刻的混凝土?xí)l(fā)生失水收縮的情況。通常在干熱或大風(fēng)天氣，塑性收縮裂縫會(huì)出現(xiàn)?；炷了苄允湛s的裂縫大多是兩端細(xì)、中間寬，且長短不一的狀態(tài)。在混凝土表面積較大的面上經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫，因此，為了減小混凝土的塑形收縮，在施工過程中，一定要合理控制和把握好水灰比，攪拌時(shí)間不宜太長，避免快速下料，振搗一定要密實(shí)，分層澆筑要注意豎向變截面的處理。

1.3溫度裂縫

混凝土熱脹冷縮的性質(zhì)，注定會(huì)在其外部環(huán)境或內(nèi)部溫度發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生變形。若混凝土變形遭到約束，則會(huì)在其結(jié)構(gòu)內(nèi)形成拉應(yīng)力，當(dāng)此時(shí)的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉極限時(shí)，大體積混凝土表面便會(huì)形成裂縫，這種裂縫多數(shù)情況下會(huì)發(fā)生在混凝土施工后最初3-5天。

2.大體積混凝土裂縫的控制及防治

隨著建筑工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國建筑建設(shè)質(zhì)量管理也愈加規(guī)范化，這就要求相關(guān)部門必須加強(qiáng)對(duì)工程施工質(zhì)量控制。但現(xiàn)階段我國建筑工程施工中還存在諸多問題，如大體積混凝土裂縫等。為有效處理此類問題，必須充分了解、掌握大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，只有這樣才能確保采取的控制技術(shù)科學(xué)有效。

2.1合理選擇原材料，優(yōu)化混凝土配合比

（1）水泥水化熱是產(chǎn)生大體積混凝土裂縫的主要溫度因素，因此在選擇水泥時(shí)，要優(yōu)先考慮水化熱低、、具有微膨脹、凝結(jié)時(shí)間長、抗凍融性、耐磨性的水泥，這一類的水泥在水化膨脹期，便會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)壓應(yīng)力，減少混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力，從而提高混凝土的抗裂能力，減少混凝土裂縫發(fā)生的概率。

（2）摻人混合材料，在混凝土中用一定量的粉煤灰來代替部分水泥，則可以減少混凝土中的水泥用量，并且能夠改善混凝土的粘塑性，并延遲混凝土水化熱，因此在混凝土中摻入適量的粉煤灰，可以改善混凝土的后期強(qiáng)度，強(qiáng)化混凝土的抗裂能力，在其早期的抗拉輕度以及早期的拉伸值會(huì)有小幅度的降低，對(duì)防止混凝土裂縫起到很好的作用。因此，在工程中，常用粉煤灰做外摻料。

（3）摻加外加劑。在混凝土中摻加的外加劑，要選擇落度損失小、減水率高、坍摻量低、適量引氣、與低堿水泥適應(yīng)性好的外加劑。減水劑是最常見的也是最常用的外加劑，它具有減水的作用。此外，要盡可能地減少用水量，拌合用水也應(yīng)采用干凈的自來水或符合要求的井水。

2.2混凝土配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化

大體積混凝土配合比的設(shè)計(jì)原則是在滿足混凝土強(qiáng)度和密實(shí)性的前提下，盡量減少水泥用量，減少水泥水熱化的釋放和減緩釋放速度。通常情況下，我們長采用“雙摻”或“三摻”的手段，即采用外粉煤灰或膨脹劑取代部分水泥，這樣可有效地減少水泥用量，達(dá)到降低混凝土的內(nèi)外溫差的目的。我們一般會(huì)選用良好級(jí)配的骨料，要嚴(yán)格控制砂石骨料的含泥量，降低水灰比，并且要在保證混凝土弧度及流動(dòng)的條件下，盡可能地節(jié)省水泥，減少水化熱現(xiàn)象的發(fā)生，以達(dá)到降低混凝土絕熱溫升的目的，進(jìn)而降低大體積混凝土所受的拉應(yīng)力。細(xì)骨料應(yīng)盡可能地潔凈的天然河砂，質(zhì)地堅(jiān)固、級(jí)配合理、吸水率低、孔隙率小的潔凈天然河砂都是首選。線膨脹系數(shù)小、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、粒形良好、級(jí)配合理的潔凈碎石是粗骨料的首選，此外，采用碎卵石也是不錯(cuò)的選擇。

2.3合理布設(shè)冷卻水管

大體積混凝土結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生裂縫，因此必須在施工過程中對(duì)混凝土內(nèi)部溫度加以控制。在實(shí)踐中采用埋設(shè)冷卻水管的方式，以防止混凝土產(chǎn)生裂縫，下述四種措施可有效防止大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫：（1）合理配置和采用低發(fā)熱量的混凝土配合比；（2）埋設(shè)冷卻水管，采用循環(huán)冷水的方式達(dá)到降溫的目的；（3）混凝土養(yǎng)護(hù)期間的溫度監(jiān)控；（4）重視混凝土外部的保溫養(yǎng)護(hù)。在混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，埋設(shè)熱交換效率高、連通比表面積大的金屬薄壁管，通過調(diào)節(jié)水流量及流速的方式來控制大體積混凝土內(nèi)部的溫升速率，達(dá)到有效地快速解決大體積混凝土溫度裂縫的問題。在大體積商品混凝土冷卻管施工過程中，要綜合考慮混凝土的人模溫度、養(yǎng)護(hù)條件、水化熱的發(fā)展變化規(guī)律以及混凝土通風(fēng)散熱的狀況，將大體積混凝土裂縫的發(fā)生降到最低。

2.4加強(qiáng)混凝土的溫度監(jiān)測(cè)工作

溫度控制是大體積混凝土施工過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是防止大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的關(guān)鍵因素?；炷了疅峄蜌鉁卦斐傻臉?gòu)件內(nèi)部應(yīng)力是引起混凝土開裂的諸多因素其中的一個(gè)主要因素。為了控制混凝土裂縫的產(chǎn)生，這就要求對(duì)原材料，混凝土的拌合、入模、澆筑溫度進(jìn)行系統(tǒng)的檢測(cè)，并且在混凝土成型之后，對(duì)其內(nèi)部的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過觀察混凝土內(nèi)部的溫度變化，采取有效措施，將內(nèi)外溫差控制在允許的范圍之內(nèi)，對(duì)大體積混凝土溫差裂縫的控制大致可分為施工前、施工中、施工后的多種措施。

2.5混凝土保溫和養(yǎng)護(hù)

剛澆筑的混凝土具有強(qiáng)度低、抗壓能力小、易變形等特點(diǎn)，當(dāng)大體積混凝土遇到溫濕度條件不利的情況，干縮裂縫和冷縮裂縫就比較容易發(fā)生在混凝土表面。大體積混凝土的保溫和養(yǎng)護(hù)工作一定要使混凝土澆筑塊的內(nèi)部和外部溫差以及降溫速度滿足溫控的指標(biāo)要求。防止混凝土表面裂縫的發(fā)生，以及減小混凝土表面與內(nèi)部溫差是加強(qiáng)混凝土保溫的目的。大體積混凝土在常溫或者負(fù)溫條件下施工，其表面必須覆蓋保溫層。比如，常溫保溫層可以對(duì)混凝土表面溫度起到緩沖作用，在大氣溫度變化或雨水襲擊中都可以發(fā)揮很好的作用。而負(fù)溫保溫層的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)工程項(xiàng)目的地點(diǎn)、氣溫和混凝土內(nèi)外溫差等條件，但是負(fù)溫保溫層必須設(shè)置密不透風(fēng)的材料覆蓋層，只有這樣，才能發(fā)揮其本能作用，提高混凝土的表面抗裂能力。

3.結(jié)語

綜上所述，大量的理論研究、科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及成功的工程案例都表明只要在原材料的選擇、設(shè)計(jì)、施工工藝以及后期的養(yǎng)護(hù)和防控過程中充分考慮多種因素的影響，并在施工過程中，多觀察、多比較，多思考，具體問題具體分析，結(jié)合各種控制與防治措施的處理方案進(jìn)行處理，就可以將混凝土裂縫控制在允許范圍內(nèi)，避免產(chǎn)生危害結(jié)構(gòu)的裂縫。