大體積混凝土開裂的起因及防裂措施研究

陸良

（上海建工七建集團有限公司，上海 200232）

0 引言

隨著現代社會對于工程施工質量的重視，大體積混凝土建筑結構的抗裂性能已成為行業關注的焦點和議題。一方面，大體積混凝土結構工程受建筑使用環境等一系列因素的影響，需要進一步優化不同作業環境下混凝土的配合比，特別是在地下潮濕的環境中，混凝土結構自身的抗裂性能尤為重要；另一方面，大體積混凝土結構施工質量是建筑結構安全的基礎和保障，需從建筑施工作業層面進行科學管理，明確對應的施工質量控制目標，提高混凝土結構的抗裂性能。

1 工程案例

本文案例工程參照為某地亞運村建筑工程施工項目，其中項目占地面積2.6萬m2，涉及高層綜合樓、物業管理樓、設備用房等。其中建筑大體積混凝土結構采用外防水體系，防水混凝土設計抗滲等級為P6，防水等級為一級。地下室整體為混凝土框剪結構組合，地下室外墻設1mm厚水泥基滲透結晶型防水涂料一道加3mm厚自粘聚合物改性瀝青防水卷材一道。地下室填充墻采用200mm、250mm厚頁巖多孔磚（20孔以上）。

2 大體積混凝土開裂的起因

大體積混凝土結構工程受施工技術、混凝土材料、施工方案以及施工作業環境等多種因素的影響，易出現表面裂縫和貫穿裂縫的工程質量問題。混凝土裂縫是影響大體積混凝土結構施工質量的重要因素，其裂縫的產生因素相對復雜，特別是在高溫環境施工作業過程中，裂縫產生的概率較大，需要進一步研究和處理混凝土開裂問題。例如，在工程作業過程中，管理不善、管理缺失等一系列因素的影響，會誘發建筑工程大體積混凝土施工質量問題，特別是在澆筑過程中混凝土材料質量不合格，是大部分大體積混凝土結構出現裂縫的主要誘因。不僅如此，當混凝土在澆筑完畢后，對應的硬化速度過快以及水泥熱化效果較大，也會增加裂縫的產生。以混凝土水灰比為例，其比例超過的規定限制，會增加裂縫出現的概率。從管理層面來說，管理體系的缺乏，是造成混凝土裂縫出現的間接原因，而施工層面進行分析，施工作業流程混亂，是造成混凝土裂縫的主要原因。深入研究混凝土建筑構件的裂縫問題，可以發現裂縫產生的因素，主要是水泥中C3A（鋁酸三鈣）和C4AF（鐵鋁酸四鈣）等物質發生化學反應后，其反應速率超過混凝土的標準范圍，從而引發對應的裂縫，因此，在施工作業過程中，既需要控制混凝土的硬化速度，同時也要對混凝土的內部溫度進行監測和分析?；炷翝仓?，反應劇烈時，需要進行人工的干預和調控，進一步縮小反應過大產生的空間裂縫問題，同時需要注意裂縫產生的關鍵時間節點，以施工作業后的第五天、第六天為例，是大體積混凝土結構易產生裂縫最為嚴重的關鍵時期，需要對其養護作業流程以及養護作業內容進行調控。科學開展混凝土配合比的分析，嚴格控制混凝土原材料質量，規范落實施工管理流程，能夠最大限度避免相關問題的出現。

大體積混凝土結構滲漏問題，是當前建筑的主要質量通病，需從混凝土的配合比以及施工作業內容等一系列因素進行分析。首先，需要了解混凝土滲漏的主要原因，了解上部建筑結構的出水點，同時對出水的位置進行結構剖析。目前，采用內部防水涂料的處理措施，其作用效果相對有限，需要從上部建筑結構探查對應的出水層，重新開展對應的防水作業，實現滲水問題的有效解決。大多數大體積混凝土滲漏具有一定的關聯性和連續性，需要對其根源進行防水問題的科學處理，實現對建筑問題的有效解決。

3 大體積混凝土工程抗裂的主要舉措

3.1 制定標準化的管控體系

基于案例工程施工作業任務量的主要特點，需要在工程建設過程中需要創建標準化的科學管理體系，有效落實管理工作和管理制度。首先，制定一系列的施工管理舉措，保障工程施工作業的有效性和合理性，推動工程施工作業能夠按部就班開展和實施。從管理層面，設定對應的管控邏輯，能夠讓施工作業過程中，出現問題時盡快進行相應的處理和解決，防止施工問題的進一步蔓延和影響。特別是在案例工程的大體積混凝土結構施工階段，需要提高對混凝土結構抗裂、抗滲問題的重視，以管理層面落實對應的管理體系，分別布置對應的管理任務，以“誰施工、誰負責”為核心，實現對工程施工作業的科學管理。裂縫問題的產生因素相對較多，需要從管理層面加大對施工作業各個細節的重視力度，同時以管理制度、管理邏輯、管理責任等方面進行落實，提升對混凝土結構施工作業的管控效率。通過在管理層面構建完善的管理體系，能夠發揮施工企業管理動能，能夠提高混凝土施工的管控標準，能夠進一步約束施工質量問題的行為和影響，提高大體積混凝土結構施工作業的水平和標準。

3.2 把控施工材料的質量問題

施工材料的質量問題，需要施工企業進行多元化的監管和調控。首先，在施工作業前需要對施工材料的質量進行檢測和分析，特別是對大體積混凝土結構，需對各個材料的出廠證明、質量檢測證明等一系列內容進行核驗，包括混凝土澆筑過程中的外加劑，確保各類材料均能達到檢測標準。其次，在施工作業過程中，當出現批次材料質量不佳或者材料性能無法滿足要求時，需要停止對應的施工作業，進一步調查材料的質量問題，減少或規避材料質量問題帶來的影響。例如，混凝土澆筑過程中，坍落度偏大，會誘發混凝土澆筑質量問題的重要因素，其混凝土澆筑材料的配合比，務必要滿足對應的要求和標準，任何一點細節未能達到施工作業的標準，都可能會誘發混凝土建筑裂縫或者滲漏問題。通常，在工程結構施工作業過程中會留置混凝土標養及同條件試塊，以此分析對應施工區域的混凝土結構施工質量，通過對混凝土的觀感質量和抗壓、抗滲試塊數據，來進一步分析混凝土原材料的質量情況。目前，我國在混凝土構件的質量檢測工作中，設定大量的檢測技術和檢測辦法，能夠通過多種技術手段提高建筑結構的混凝土強度，最大限度降低施工作業可能出現的裂縫問題，合理規避建筑結構滲漏現象的出現。材料的質量問題是誘發混凝土結構裂縫和滲漏的重要因素，需要強化工程施工作業理念，增強對材料質量等級的重視意識[1]。

3.3 調整施工方案的合理性

大體積混凝土結構施工作業，需要在施工作業前、施工作業過程中、施工作業后，分階段對大體積混凝土結構進行養護作業。首先，在施工作業前，施工相關人員需要對施工作業方案進行了解，熟悉對應的步驟和流程，同時需對施工作業的內容進行分析，進一步優化施工作業的關聯性，降低施工作業可能出現中斷問題的產生，其次，在施工前需要準備好對應的工作設備以及施工作業預案，從策劃環節約束施工作業問題的產生，最大限度提高施工作業的基本成效。例如，坍落度測試、水泥強度測試、反應速率測試等一系列內容。其次，在施工作業過程中，對施工方案的執行情況進行研究，特別是振搗人員的技術水平，對應的振搗成效是影響材料均衡性的重要因素，也是降低材料裂縫的主要舉措。眾所周知，施工作業過程的任何一處細節，都可能是造成混凝土構件出現裂縫和滲漏的主要因素，需要在施工作業過程中，把控施工方案的實施情況，提高施工作業的水平和標準。最后，在施工完畢后需要對混凝土的建筑質量進行監測，采用保溫膜、溫度計等設備時刻監察混凝土的內部溫度，防止內外溫度差超過25℃，必要時可以進行人工降溫等舉措，進一步降低構件裂縫的風險?；炷帘砻媸┕で闆r的有效處理，能夠規避裂縫和滲漏問題的產生，提高建筑的使用功能和使用價值。圖1為某工程施工作業混凝土澆筑圖[2]。

圖1 某工程大體積混凝土澆筑現場

3.4 提高混凝土的養護標準

大體積混凝土結構澆筑完畢后，需立即落實混凝土的養護和管理工作。為了降低混凝土裂縫以及滲漏帶來的影響，需在澆筑8h后對混凝土澆筑構件進行覆膜，以此降低混凝土水分的蒸發，提高混凝土的施工質量。在養護過程中，需要對混凝土的硬化、內外溫度差以及構件表面情況等一系列內容進行分析，合理減少和規避混凝土結構質量通病的產生。通常在第7～14d，依次開始拆模，并且需要持續保持混凝土構件的濕潤特性，利用澆水法或者遮蓋法，提高混凝土的養護濕度。

后澆帶的施工需要嚴格參照施工規范和設計要求執行[3]。

4 結論

大體積混凝土結構工程抗裂性施工技術，需從施工管理體系、施工材料、施工作業方案以及施工養護舉措四個方面著手，實現對各個環節的科學把控，降低施工質量問題帶來的影響和干擾。