大體積混凝土裂縫控制技術(shù)探討

孫　波

摘 要：混凝土的應(yīng)用在建設(shè)工程中無處不在，大體積混凝土一般都應(yīng)用在工程重要的部位，我們必須保證其施工質(zhì)量合格，不出任何紕漏，一旦大體積混凝土出現(xiàn)較大裂縫，對工程的損失是相當(dāng)嚴(yán)重的。大體積水泥混凝土裂縫的控制較為復(fù)雜，裂縫的問題在實(shí)際工程中長期困擾著工程技術(shù)人員，其控制技術(shù)的研究具有重要的價值。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫

1 引言

混凝土按膠凝材料不同，分水泥混凝土、瀝青混凝土及聚合物混凝土等；按表觀密度不同，分重混凝土、普通混凝土、輕混凝土；按施工工藝不同，又分噴射混凝土、泵送混凝土、振動灌漿混凝土等；為了增強(qiáng)混凝土抗拉強(qiáng)度，人們還將水泥混凝土與其它材料復(fù)合，出現(xiàn)了鋼筋混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土，各種纖維增強(qiáng)混凝土等。目前，混凝土仍向著輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能的方向發(fā)展。大體積混凝土由于水泥凝結(jié)硬化過程中釋放出大量的水化熱，形成較大的內(nèi)外溫差，當(dāng)溫差超過25℃時，混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力有可能超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度從而產(chǎn)生溫度裂縫，同時混凝土降溫階段如果降溫過快，由于厚板收縮，又受到強(qiáng)大的摩阻力，可能導(dǎo)致收縮貫穿裂縫?？梢?，溫度是導(dǎo)致大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因。

2 大體積混凝土的概念

我國一般的建設(shè)工程規(guī)范認(rèn)為，當(dāng)基礎(chǔ)邊長大于20m，厚度大于1m，體積大于400m3時稱大體積混凝土；有的則認(rèn)為混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸等于或大于1m，或預(yù)計(jì)會因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大，導(dǎo)致裂縫的混凝土為大體積混凝土。

3 大體積混凝土的主要分類

大體積混凝土按照種類主要分為不含鋼筋的素混凝土、含鋼筋的鋼筋混凝土或摻入鋼纖維的鋼纖維混凝土；按照要求的性能主要分為干硬性混凝土、低流態(tài)混凝土、高流態(tài)混凝土和常態(tài)混凝土等。

4 大體積混凝土裂縫的主要分類

4.1 溫度裂縫

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中?；炷翝仓?，在硬化過程中，水泥水化熱量大，而且聚集在內(nèi)部不易散發(fā)，澆筑初期混凝土內(nèi)部溫度顯著提高，而表面散熱較快，這形成較大的內(nèi)外溫差，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，而表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，如內(nèi)外溫差超過25℃，則混凝土表面會產(chǎn)生裂縫。在澆筑后期，當(dāng)混凝土內(nèi)部逐漸散熱冷卻產(chǎn)生收縮時，由受到基底或已澆筑混凝土的約束，接觸處將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土當(dāng)時齡期的極限抗拉強(qiáng)度時，便會產(chǎn)生裂縫，甚至貫穿整個混凝土斷面，危害嚴(yán)重。

4.2 干縮裂縫

混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分和用量、粗細(xì)集料的性質(zhì)和用量等有關(guān)。是混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果。一般說來掌握好混凝土的配比，做好養(yǎng)護(hù)即可防止此類裂縫的發(fā)生。

4.3 塑性收縮裂縫

此種裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)，且長短不一，互不連貫狀態(tài)。常發(fā)生在混凝土板或面積較大的墻面上，較短的裂縫一般長25cm左右，較長的裂縫可達(dá)3m，寬1～4mm。從外觀上顯現(xiàn)出無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)狀或反映出混凝土布筋情況等規(guī)則的形狀，深度一般2～9cm，通常延伸不到混凝土板的邊緣。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣時出現(xiàn)，預(yù)防此種裂縫，要做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。

4.4 沉陷裂縫

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致。地質(zhì)的原因多由勘察設(shè)計(jì)部門工作疏漏，施工單位又未引起重視而造成。

5 大體積混凝土裂縫的控制技術(shù)

根據(jù)相關(guān)研究，混凝土是否加入鋼筋，對于控制裂縫的影響不大，裂縫的產(chǎn)生取決于混凝土?？偟恼f來，其裂縫的類型一是結(jié)構(gòu)型裂縫，由外荷載引起，此種情形在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時大多可避免；二是材料型裂縫，主要由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的，目前控制和解決的重點(diǎn)應(yīng)是由溫度應(yīng)力引起的裂縫。為了控制由于上述原因造成的大體積混凝土裂縫，可以采取以下幾方面措施。

應(yīng)優(yōu)先選用水化熱低的水泥，在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的前提下，盡可能減少水泥用量。

摻入適量的粉煤灰（摻量一般以15%～20%為宜），可提高混凝土抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低混凝土的水化熱，提高混凝土抗拉強(qiáng)度，但同時會降低混凝土的早期強(qiáng)度，實(shí)踐表明，當(dāng)粉煤灰摻量超過20%時，對混凝土早期強(qiáng)度影響較大，對抗裂不利，因此要控制摻量。

選擇膨脹系數(shù)小、巖石彈性模量低、表面清潔無弱包裹層、級配良好的骨料，這樣可獲得較小的空隙率，從而減少水泥用量，降低水化熱，減少干縮，減小了混凝土裂縫的開展。

盡可能減少水的用量。水對混凝土具有雙面作用，混凝土水化反應(yīng)離不開水的存在，但多余的水貯存在混凝土內(nèi)不僅會對結(jié)構(gòu)的發(fā)展帶來影響，而且一旦這水分損失后，凝膠體體積會收縮，如果收縮過大，就有可能在一定界面區(qū)產(chǎn)生微裂縫，降低混凝土內(nèi)部抵抗拉應(yīng)力的能力。

用水將粗細(xì)骨料冷卻，以降低混凝土的澆筑溫度。

熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，降低澆筑速度，利用澆筑層面散熱。

采用蓄水法或覆蓋法進(jìn)行人工降溫，必要時經(jīng)過計(jì)算可取得設(shè)計(jì)單位同意后可留后澆帶或施工縫且分層分段澆筑。

規(guī)定合同的拆模時間，氣溫驟降時進(jìn)行表面保溫，避免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。

施工中長期暴露的混凝土澆筑表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)應(yīng)采取保溫措施。

合理安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露。

制定詳細(xì)的施工方案，加強(qiáng)混凝土凝結(jié)過程中的養(yǎng)護(hù)工作，對于防止表面干縮，特別是避免貫穿性裂縫很重要。

6 結(jié)束語

以上對大體積混凝土的裂縫控制技術(shù)進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初步探討，在具體施工中要靠我們多觀察、多比較、出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)再結(jié)合多種預(yù)防處理措施，大體積混凝土的裂縫是完全可以控制甚至避免的。