建筑工程大體積混凝土澆筑的裂紋成因及控制探微

【摘要】在建筑工程建設中，大體積混凝土施工復雜，易受到水泥溫度裂縫的影響。在建筑工程實施過程中混凝土的抗裂技術的應用是特別重要的。好的混凝土技術會很好地解決在建筑工程實施過程中混凝土出現裂縫的問題。如何更好的使用混凝土抗裂技術在建筑工程中的應用已成為所有項目實施者面臨的問題。本文根據筆者工作實踐，對建筑工程大體積混凝土澆筑的裂紋成因及控制進行了分析和探討。

【關鍵詞】建筑工程；大體積；混凝土；裂紋；控制

近年來，建筑工程建設發展十分迅速，而在一些高層、超高層建筑中大體積混凝土的應用也日益增多。基于大體積混凝土的特點，比如體積比較大，厚度比較厚等，在實際的施工過程中往往存在著一定的技術難點，如比較容易出現泌水、裂縫等問題，而裂縫的問題尤為常見，困擾著施工技術人員。因而，有效的控制混凝土的裂縫對保證大體積混凝土的施工質量顯得特別重要。本文就因溫度應力導致的混凝土裂縫應采取的技術措施做如下論述。

1、大體積混凝土溫度裂縫產生的原因在

大體積混凝土澆筑完成以后，在混凝土內部，水泥水化作用產生的熱量就使得其內部的溫度逐漸升高，一般在3d～5d的時間內溫度就達到最高值。由于大體積混凝土厚度較大，導致其水泥水化過程中產生的熱量很難散發，致使大體積混凝土內部的溫度會比較高，而混凝土的外部與空氣接觸，散熱較快，這樣混凝土就會出現較大的內外溫差，而在這種溫差作用下，內外部就出現了作用力相反的力。當混凝土的內外溫差超過25℃以后，大體積混凝土的表面就會出現裂縫。而在混凝土的內部溫度逐漸降低以后，基于熱脹冷縮原理，混凝土就會出現收縮現象，收縮會產生一定的拉應力，而當拉應力超過了混凝土自身的抗拉強度時，混凝土自然就出現了開裂的現象。

2、大體積混凝土減少溫度裂縫的措施

2.1 原材料控制措施

1）水泥產生的水化熱導致混凝土內部溫度的上升，所以在配置大體積混凝土時，盡可能選用低水化熱或中水化熱水泥。水化熱與水泥礦物成分、細度、摻入的外加劑品種、數量、水泥品種及混合材料有關，所以大體積混凝土優先選用礦渣硅酸鹽水泥和粉煤類硅酸鹽水泥。另外可以利用混凝土的后期強度（90d～180d）以降低水泥用量，水泥用量降低了自然也就減少了水化熱，試驗證明每加減10kg水泥，水化熱產生的溫度會相應增減1℃，水化熱與水泥用量成正比。在條件許可的情況下，還可以選用一些收縮性小的或具有微膨脹性的水泥，因為這種水泥在水化過程中的膨脹可產生一定的預壓應力，而這種預壓應力則會部分抵消溫度徐變應力，減少了混凝土內的拉應力，提高了混凝土的抗裂能力。2）在大體積混凝土配制過程中適量摻加粉煤灰。粉煤灰作為工業廢料，現已廣泛應用于工程建設中，在混凝土中摻加粉煤灰可以代替部分水泥或細骨料，這樣不僅降低了工程成本、提高了混凝土的和易性以及不透水、氣性、抗硫酸鹽性能和耐化學侵蝕性能、改善了混凝土的耐高溫性能、減輕顆粒分離和析水現象，還能降低水化熱、減少混凝土的收縮和開裂。3）在配制大體積混凝土時選擇級配良好的骨料。骨料在大體積混凝土中所占比例最大，一般可以達到混凝土絕對體積的80%，因此骨料的選擇就顯得尤為重要。骨料應選擇線膨脹系數小、彈性模量低、表面清潔無浮層、級配良好的骨料。一般粒徑4mm～40mm的粗骨料，應盡量采用中粗砂，且應嚴格控制砂、石子的含泥量。另外在混凝土中摻加緩凝劑，可以減緩混凝土的凝結速度，以利于散熱。此外條件允許時還可以考慮在大體積混凝土中摻加堅硬的、沖洗干凈的、規格為150mm～300mm的大塊石，摻加大塊石一方面減少了混凝土總用量，降低了水化熱，另一方面石塊本身也吸收了部分熱量，使水化熱能進一步降低，這對減少因水化熱導致的溫度裂縫效果明顯。4）在配制大體積混凝土時適當加入高效減水劑和引氣劑，這樣可以減少大體積混凝土用水量和膠凝材料的用量，對改善混凝土的工作性能，提高了大體積混凝土的抗裂縫性能起著極為重要的作用。

2.2 施工方法控制措施

1）控制水泥配合比。混凝土原材料除了水泥、水外還包括砂石和外加劑，將所有原材料按照一定比例進行混合，均勻拌合后形成混合料。且合適的配合比，還能控制混凝土溫度，使其可以達到良好的施工狀態。2）在混凝土中埋設冷水管。選擇用內徑30mm且導熱性能良好的鋼管作為冷水管，埋設時要求其水平、豎直間距維持在1m，并且在下層混凝土埋設一層水管，上層根據混凝土厚度埋設水管，每層水管要保持0.9m間距，在水管內部通循環冷水或冷氣，降溫速度不應超過0.5℃/h～1.0℃/h。另外，為提高溫度控制準確性，還應配置電阻式測溫計，對承臺內預定控制點混凝土實際溫度進行測量，將獲取的數據作為下一步控制措施實施的依據。此外，還應注意要加強混凝土的澆灌振搗，提高密實度。盡量采用兩次振搗技術，改善了混凝土強度，提高抗裂性。3）降低入倉溫度。提前對骨料進行預冷處理，如骨料采用堆高的方式處理，并設置遮陽棚，避免其直接受到陽光照射。同時，還需要加快混凝土運輸與入倉速度，縮短混凝土在環境中暴露時間，避免其在運輸與澆筑階段溫度回升。另外在泵送混凝土時，白天要覆蓋保溫材料，延長混凝土溫度回升時間。4）表面保溫養護。在混凝土全部澆筑完成后需要對其進行蓄水養護，蓄水深度為25cm，下層養護時間為6d，上層養護時間為8d。其中，所用養護水應為冷卻水管內水，控制混凝土表面溫，且在完成蓄水養護處理后，還需采取常規措施進行養護。

結語：

通過從混凝土原材料和施工方法上采取措施，對提高混凝土結構施工效果，減少溫度裂縫產生具有重要意義。在我國，建筑工程的實施不僅是國家大事，也是密切與人民生活的發展聯系在一起。但如果在建筑工程實施過程中存在問題就可能會給人們的生活帶來巨大的危害。而混凝土的質量會直接影響到建筑工程完成的質量，所以我們應該嚴格對混凝土施工過程控制，防止出現不可修復的裂縫，使項目無法完成。我們應加強對混凝土抗裂性能的研究，它可以很好地應用于建筑工程。

參考文獻：

[1]姜維琦.淺談大體積混凝土施工措施[J].化工管理，2013，18：51.