建筑工程施工過程中對(duì)抗裂技術(shù)的應(yīng)用

陳曉暉

（廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530023；長沙理工大學(xué)，湖南 長沙 410114）

引言

建筑工程施工中，混凝土構(gòu)件的裂縫問題會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定損傷，甚至?xí)?duì)結(jié)構(gòu)的耐久性與使用壽命產(chǎn)生不利影響?；炷林詴?huì)出現(xiàn)裂縫通常是由于混凝土在硬化過程中水分流失，體積發(fā)生干縮造成的。摻入骨料的質(zhì)量、外加劑與摻合料的性能、配合比、抗拉強(qiáng)度等因素會(huì)對(duì)混凝土的干縮產(chǎn)生影響。本文主要針對(duì)建筑工程施工中的混凝土抗裂技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行討論。

1 嚴(yán)格控制骨料的質(zhì)量

骨料因其質(zhì)地好，彈性模量相對(duì)較高，可以有效控制混凝土的干縮率，還可以降低水泥用量，有效減緩溫度收縮；并且高質(zhì)量的骨料可以提高混凝土的密實(shí)度與強(qiáng)度。因此，要提高混凝土的抗裂性能，首先要控制好摻入骨料的質(zhì)量。選用骨料時(shí)，要對(duì)骨料進(jìn)行篩選分析，并對(duì)其級(jí)配進(jìn)行嚴(yán)格控制；如果骨料中包含一些有害雜質(zhì)，特別是諸如流紋巖、凝灰?guī)r、安山巖等活性氧化物，這些雜質(zhì)會(huì)與水泥中的堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，加快混凝土的膨脹、開裂，所以要嚴(yán)格控制骨料質(zhì)量。

此外，要嚴(yán)格控制骨料中的含泥量，因?yàn)楹嗔窟^大，會(huì)對(duì)混凝土的干縮值產(chǎn)生直接影響，當(dāng)然含泥量也不可過低，否則會(huì)影響混凝土的易和性。選用骨料時(shí)，最好確定固定的優(yōu)質(zhì)骨料產(chǎn)地后再采購骨料，并針對(duì)每批進(jìn)料做好抽樣檢驗(yàn)。

2 添加摻合料

2.1 摻入高鈣粉煤灰

高鈣粉煤灰是褐煤或煙煤粉磨燃燒后，從煙道氣中搜集的粉末。高鈣粉煤灰是指含有8%以上的氧化鈣，并含有其他的水硬性礦物，因此其化學(xué)活性效應(yīng)及形態(tài)效應(yīng)十分優(yōu)異。高鈣粉煤灰細(xì)度小、需水量小，含豐富的玻璃微珠，富含氧化鈣，因此具有較好的減水效應(yīng)與玻璃體活性效應(yīng)。在混凝土中摻入高鈣粉煤灰可以改善其致密性，改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)，降低孔隙率，有效控制裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展。

2.2 摻入阻裂纖維

除了在混凝土中摻入高鈣粉煤灰外還要在混凝土中摻入常用鋼纖維、聚丙烯纖維等纖維。

2.2.1 摻入鋼纖維

鋼纖維補(bǔ)強(qiáng)混凝土就是將細(xì)短狀的鋼纖維均勻摻入混凝土中，可大幅提高混凝土的抗拉強(qiáng)度與抗裂性能，并且可以改善混凝土的脆性，提高其韌性?？梢詮匿摾w維混凝土的受拉伸荷載試驗(yàn)的荷載變形特性曲線看出，當(dāng)其受到拉伸荷載作用時(shí)，初期裂縫荷載值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通混凝土的初期裂縫荷載值。在破壞鋼纖維與水泥硬化體界面間產(chǎn)生的粘結(jié)力之間，一直由鋼纖維來傳遞荷載，直至達(dá)到最大荷載，鋼纖維仍然可以持續(xù)抵抗外拉力，大大提高了混凝土的抗破壞、斷裂能力。在設(shè)計(jì)鋼纖維混凝土的配合比時(shí)需要注意，要控制粗骨料的最大粒徑尺寸，細(xì)骨料的砂率、用水量等指標(biāo)可以適當(dāng)提高，要進(jìn)行試配以確定混凝土的坍落度及材料用量；通常按照容積百分率來計(jì)算鋼纖維的用量，具體根據(jù)建筑工程設(shè)計(jì)要求確定鋼纖維摻入量。

2.2.2 摻入聚丙烯腈纖維

聚丙烯腈纖維直徑很小，僅有12.7μm。1kg聚丙烯腈纖維其纖維數(shù)量可多達(dá)11億根，如果1m3砂漿摻入1kg聚丙烯腈纖維，則1cm3的纖維數(shù)量可達(dá)1100根，在摻入砂漿后經(jīng)過均勻攪拌，聚丙烯腈纖維會(huì)呈三維亂向分布，從而構(gòu)成一種三維亂向支撐體系，不僅提高了砂漿的粘聚性，而且砂漿的收縮應(yīng)力也會(huì)有所降低，可以阻止離析，控制水分遷移，最終減少水泥漿體塑性開裂的可能。此外，如果水泥基材發(fā)生開裂，纖維可以起到跨接的作用，利用纖維自身的強(qiáng)度及纖維與基材的粘結(jié)性，可以有效限制裂縫的開裂程度，達(dá)到減少、細(xì)化裂縫的目的。

3 摻入阻裂劑

3.1 摻入U(xiǎn)EA膨脹劑

混凝土之所以會(huì)產(chǎn)生裂縫，是因?yàn)樵谔囟ǖ南拗茥l件下會(huì)發(fā)生收縮?；炷恋氖湛s現(xiàn)象分為四種，即干縮、冷縮、早期塑性收縮及自收縮等。在不同的環(huán)境中、不同的結(jié)構(gòu)部位，混凝土的收縮發(fā)生順序也各不相同。一旦收縮變形大于混凝土的極限延伸，或者收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，則構(gòu)件就會(huì)發(fā)生裂縫。在混凝土中摻入U(xiǎn)EA膨脹劑的微膨脹混凝土以其化學(xué)功能，具備收縮補(bǔ)償?shù)墓δ埽梢杂行Х乐够驕p輕混凝土由于體積收縮導(dǎo)致的裂縫。尤其是在混凝土早期階段，抗拉強(qiáng)度相對(duì)較低，微膨脹混凝土的膨脹應(yīng)力可以將混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力大致抵消，防止混凝土在早期階段出現(xiàn)裂縫?；炷笼g期越長，其抗拉強(qiáng)度就越高，抵抗收縮應(yīng)力的能力也就越強(qiáng)，即混凝土自身具備了較強(qiáng)的防裂功能。需要注意一點(diǎn)，養(yǎng)護(hù)過程中微膨脹混凝土對(duì)保濕條件要求較高，所以必須保證其保濕養(yǎng)護(hù)條件，將其微膨脹功能充分發(fā)揮出來。

3.2 摻入聚丙烯酸酯乳液

聚丙烯酸酯乳液的作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先在乳液中含有表面活性劑，不僅可以分散水泥顆粒，而且可以起到減水作用，對(duì)砂漿的和易性進(jìn)行改善，在減少用水量的同時(shí)可以有效改善砂漿的密實(shí)度；其次，水泥水化過程中會(huì)形成游離離子，其與乳液中的活性基因發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，可以形成特殊的橋鍵，其在水泥顆粒周圍發(fā)生物理化學(xué)吸附，形成連續(xù)性，水泥砂漿硬化體的組織結(jié)構(gòu)、內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)等均可以有得明顯改善，控制微裂縫；最后，水泥及骨料顆粒表面附著乳液微粒，聚成堅(jiān)韌、致密的薄膜，空隙被填充后可以將處界通道隔斷開來，阻擋水汽的蒸發(fā)，有效抑制塑性收縮裂縫。

3.3 減縮劑

混凝土減縮劑主要是聚醚類有機(jī)物及其衍生物復(fù)合而成，混凝土干燥過程中會(huì)在毛細(xì)孔中形成毛細(xì)管張力，在其作用下混凝土?xí)湛s，在混凝土中摻入減縮劑可以降低混凝土中毛細(xì)管的張力，最終有效降低混凝土的宏觀收縮值。由此可見，毛細(xì)管張力是導(dǎo)致混凝土干縮及自收縮的主要因素，因此采用減縮劑可以有效控制混凝土的干縮與自收縮。

4 溫度控制措施

溫度裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)常見的問題，因此要采取有效的溫度控制措施。一方面，要對(duì)混凝土的入模溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，如無特別要求，盡量選擇春秋季進(jìn)行混凝土施工，如果必須在夏季施工，則要采取相應(yīng)的降溫措施，并且混凝土澆筑過程中，不得直接爆曬在太陽下；注意對(duì)碎石進(jìn)行灑水降溫，保證水泥庫的通風(fēng)效果。另一方面，要做好混凝土的測溫，在承臺(tái)內(nèi)按照L形埋設(shè)若干測溫點(diǎn)，每個(gè)測溫點(diǎn)要設(shè)置兩根測溫管，以及時(shí)掌握混凝土內(nèi)部與表面的溫度變化。其中一根設(shè)置于承臺(tái)混凝土的中心，測量混凝土中心的溫升，另外一根則用于測量混凝土表面溫度，充置于承臺(tái)上表面100mm位置處，注意測溫管要露出混凝土表面。為便于讀數(shù)，溫度計(jì)選擇100的紅色水銀溫度計(jì)，在混凝土初期階段的1～5d，測溫頻率為2h，從第6天開始，測溫頻率減少為4h，直至溫度穩(wěn)定為止。

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)可知，測溫過程中，第3.5天是楊內(nèi)部溫升的高峰值，在3d內(nèi)，楊內(nèi)部溫度可能達(dá)到最大溫升，此時(shí)楊中心溫度與表面溫度的差值在20℃左右。總之，楊裂縫問題會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的可靠性與耐久性產(chǎn)生直接影響，因此在建筑施工過程中要采取有效的抗裂措施，根據(jù)工程實(shí)際情況選擇適用的抗裂技術(shù)，最大程度上消除裂縫問題，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性。

[1] 張瑞芳，魏武強(qiáng).大體積混凝土抗裂技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用[J].河南科技. 2012（07）.

[2] 錢紅萍，李書進(jìn).纖維混凝土抗裂性能及其工程應(yīng)用研究[J].混凝土. 2011（06）： 128-130.

[3] 錢春香，陸旺杰，何智海，等.減水劑對(duì)混凝土早期抗裂性的影響(英文 )[J].Journal of Southeast University(English Edition)，2012（01）：41-45.

[4] 馬丹妮，樊貴盛，張建婷，等.大尺度弧底梯形渠混凝土防滲板抗裂厚度試驗(yàn)[J].人民黃河. 2013（04）： 51-54.