建筑工程大體積混凝土施工裂縫控制措施研究

陳劍鋒

重慶渝電工程監(jiān)理咨詢有限公司

建筑工程大體積混凝土施工裂縫控制措施研究

陳劍鋒

重慶渝電工程監(jiān)理咨詢有限公司

在建筑工程中，大體積混凝土的施工是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，大體積混凝土施工技術(shù)水平和裂縫措施的有效性直接關(guān)系著建筑工程的質(zhì)量。因此，研究探討建筑工程中大體積混凝土的施工技術(shù)、裂縫控制措施十分必要。本文簡要分析了我國建筑工程中大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因，并對(duì)建筑工程中大體積的混凝土施工技術(shù)進(jìn)行了分析，最后提出了幾點(diǎn)防止大體積混凝土裂縫控制的措施，為建筑施工的質(zhì)量提供一定的保障。

建筑工程；大體積混凝土施工技術(shù)；裂縫

導(dǎo)言

混凝土作為建筑工程中的重要建筑材料，直接關(guān)系到建筑設(shè)計(jì)使用年限、外形美觀、設(shè)計(jì)指標(biāo)和結(jié)構(gòu)使用功能等，一旦出現(xiàn)施工裂縫問題就會(huì)影響建筑工程的使用質(zhì)量和建成效果。

1 大體積混凝土施工裂縫形成原因分析

1.1 溫度裂縫

在混凝土施工中溫度應(yīng)力是引起大體積混凝土開裂的最主要原因之一。溫度的變化，使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹或收縮。膨脹或收縮受其約束的同時(shí)，溫度應(yīng)力就會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生。在這樣的情況下，溫度應(yīng)力會(huì)隨溫差的增大而增大。大體積混凝土澆筑后，混凝土內(nèi)部水泥發(fā)生水化反應(yīng)，大量的產(chǎn)生熱能，使混凝土內(nèi)部溫度較快的升高，且熱量不易揮發(fā)。而混凝土外部的溫度和周邊環(huán)境溫度相同容易造成混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大。溫差超過25℃時(shí)候，混凝土就受外邊界混凝土的約束，而當(dāng)溫度超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，自然就會(huì)使得混凝土外部產(chǎn)生裂縫。

1.2 收縮裂縫

(1)裂縫自身收縮。若混凝土養(yǎng)護(hù)沒有做好的話，水泥在水化作用下水分會(huì)消耗很多，水泥凝膠孔液面降低，干燥效應(yīng)就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生，造成混凝土結(jié)構(gòu)體積減小、相對(duì)濕度降低，引發(fā)自身收縮。在水化過程中水分不斷減少，混凝土內(nèi)部水分不足或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)時(shí)，則會(huì)引發(fā)結(jié)構(gòu)細(xì)孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，導(dǎo)致自身收縮裂縫。

(2)裂縫干縮。大體積混凝土在凝結(jié)硬化過程中，水分不斷蒸發(fā)。表面水分揮發(fā)較快，該處體積收縮就大。內(nèi)部水分較慢散發(fā)，體積收縮就小。由此造成混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)、外收縮變形不同步，當(dāng)表面的收縮變形受到內(nèi)部約束時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致干縮裂縫的產(chǎn)生。

1.3 鋼筋銹蝕

混凝土保護(hù)層厚度不足亦或是達(dá)不到規(guī)定質(zhì)量要求，就會(huì)受到二氧化碳的侵蝕和炭化，鋼筋銹蝕的機(jī)會(huì)變大，導(dǎo)致鋼筋表面的氧化膜受到嚴(yán)重的破壞。如此，混凝土中的水分和氧氣就會(huì)與鋼筋中鐵離子發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，產(chǎn)生銹蝕物氫氧化鐵。該物質(zhì)的體積會(huì)增加到2~4倍，從而使膨脹應(yīng)力產(chǎn)生在混凝土的周圍，就會(huì)出現(xiàn)混凝土開裂、剝離的不良現(xiàn)象。因此，受到銹蝕的影響會(huì)減弱鋼筋的有效斷面面積，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)承載能力的降低，同時(shí)引發(fā)形式的裂縫，加大鋼筋的銹蝕程度。

1.4 凍脹

外界溫低于零度時(shí)，吸水飽和的混凝土?xí)霈F(xiàn)冰凍現(xiàn)象，從而使水轉(zhuǎn)成冰，混凝土就會(huì)出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，混凝土的體積就會(huì)大大增加，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，裂縫隨之產(chǎn)生。尤其是混凝土初凝時(shí)受凍最嚴(yán)重，成齡后混凝土強(qiáng)度損失可達(dá)30%~50%。冬季施工時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。

2 建筑工程大體積混凝土施工裂縫控制策略

2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)

在工程設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)當(dāng)?shù)貧夂驐l件進(jìn)行充分考慮，積極修復(fù)和鞏固混凝土薄弱位置，避免因溫度差產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)變力，提高工程的整體質(zhì)量。同時(shí)，在選取鋼筋之后要選擇較小的保護(hù)層厚度，以免出現(xiàn)溫度裂縫情況。對(duì)伸縮縫和后澆帶方法進(jìn)行設(shè)置后需要分割大體積地混凝土，并科學(xué)設(shè)計(jì)形狀與結(jié)構(gòu)，以免擴(kuò)大散熱面積而導(dǎo)致內(nèi)部溫度的身高，有效減少應(yīng)力集中情況，防止出現(xiàn)溫度裂縫。

2.2 合理利用高性能混凝土

劣質(zhì)混凝土?xí)?duì)建筑工程造成極大的影響。但是，有些施工單位為了獲得最大化利益，在實(shí)際施工過程中往往利用劣質(zhì)混凝土來替代高性能混凝土，導(dǎo)致混凝土施工中出現(xiàn)裂縫問題，影響工程的整體質(zhì)量。要想有效控制大體積混凝土施工，施工單位必須要嚴(yán)格使用混凝土，在施工中利用高性能的混凝土。如應(yīng)用普等混凝土進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)對(duì)水泥的強(qiáng)度等級(jí)加以控制，但這種方法不能混凝土的輕度。因此，在施工中使用高性能的混凝土十分必要，這能保證混凝土的輕度與強(qiáng)度，提高混凝土體積的穩(wěn)定性，減少裂縫問題的發(fā)生。

2.3 科學(xué)控制混凝土的配比與溫度

通常在混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，需要嚴(yán)格控制混凝土表面溫度，使其保持在25℃的范圍內(nèi)。在澆筑混凝土?xí)r，要保證室外溫度和建筑表面溫度不超過20℃；如果混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到一定的抗裂強(qiáng)度后，這一溫度應(yīng)保持在25℃~30℃之間；模板拆模之后的溫度應(yīng)低于20℃。由于溫度極易使大體積混凝土發(fā)生開裂問題，這就需要科學(xué)選擇水泥品種，如選用水化熱銷的礦渣硅酸鹽水泥，盡可能減少水泥的使用量，繼而使混凝土內(nèi)部溫度變動(dòng)有所降低。同時(shí)在骨料選擇環(huán)節(jié)，應(yīng)該以設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)進(jìn)行選擇，使用優(yōu)質(zhì)、高配級(jí)、大粒徑的材料，從而降低混凝土的干縮性，避免出現(xiàn)水化熱問題，達(dá)到良好的看裂縫效果。另外，在大體積混凝土施工中應(yīng)該科學(xué)選用緩凝劑和減水劑等外加劑，如加入適量的減水劑可以提高混凝土的和易性與流動(dòng)性，防止混凝土施工裂縫的出現(xiàn)。

2.4 科學(xué)設(shè)置后澆帶

在建筑工程大體積混凝土施工過程中，應(yīng)該科學(xué)設(shè)置后澆帶，進(jìn)而有效減少地基早期的不均勻沉降。通常由于上部建筑和地基地質(zhì)的荷載不一致，建筑物易出現(xiàn)不均勻的沉降，這時(shí)可以在主樓地下室沿邊狹長位置設(shè)置后澆帶，預(yù)防混凝土裂縫，對(duì)地下室底版放松約束，減少溫度的應(yīng)力。

3 結(jié)束語

總之，混凝土施工是建筑工程中的重要內(nèi)容，也是保障建筑工程質(zhì)量的重要內(nèi)容。在實(shí)際情況中，我國混凝土施工技術(shù)雖然有了較大進(jìn)步，但是受人為因素及外部客觀因素的影響，依舊存在多種問題。很多大體積混凝土都存在著一定的裂縫危害，若裂縫繼續(xù)發(fā)展必將對(duì)建筑工程安全性和穩(wěn)定性造成重大影響。

[1]朱華.建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)探微[J].四川水泥.2016(10)

[2]徐潔.土木工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探微[J].四川水泥.2016(10)

[3]《核電站大體積混凝土裂縫控制及施工技術(shù)》新書推薦[J].商品混凝土.2016(10)

個(gè)人簡介，陳劍鋒，身份證號(hào)：500110199008242432