淺析大體積混凝土裂縫成因及防治措施

石洪義

摘 要：在工程建設(shè)中經(jīng)常會遇到一些大體積砼構(gòu)件，但大體積砼在施工過程中會出現(xiàn)不同程度的裂縫，影響工程的使用功能和耐久性，嚴(yán)重的還會危及結(jié)構(gòu)安全，所以，控制大體積砼的裂縫成為工程技術(shù)人員的一項長期任務(wù)。結(jié)合多年的現(xiàn)場施工經(jīng)驗，淺析大體積砼出現(xiàn)裂縫的原因，總結(jié)控制裂縫的方法，以供其他工程技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；混凝土裂縫；施工工藝；工程安全

中圖分類號：TV544.+91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）05-0061-02

大體積混凝土在工程中比較常見，但多數(shù)大體積砼的標(biāo)號并不高，所以施工單位對大體積混凝土的施工重視程度較低，施工管理人員往往憑借經(jīng)驗工作，其質(zhì)量控制意識松懈，忽視對大體積混凝土的監(jiān)測、監(jiān)控，在大體積混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)工作中也較為隨意，沒有引起足夠的重視，出現(xiàn)各種砼的裂縫病害，有的甚至危及到混凝土結(jié)構(gòu)的使用和安全。

1 大體積混凝土的概念和性質(zhì)

目前，國際上對大體積混凝土尚無明確、統(tǒng)一的定義。在我國，普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程中有如下定義：“混凝土結(jié)構(gòu)物實體的最小尺寸≥1 m，或預(yù)計會因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致裂縫的混凝土，被稱為大體積混凝土?！?/p>

大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點是體積大、整體性要求高。在砼澆筑完畢后的凝結(jié)硬化過程中，水泥水化作用放出的熱量使砼內(nèi)部溫度逐漸升高，水化熱不易散出，導(dǎo)致砼產(chǎn)生極大的內(nèi)外溫差，使砼產(chǎn)生裂縫。如何科學(xué)地優(yōu)化施工技術(shù)方案，合理組織施工，控制砼內(nèi)外溫差，防止大體積砼裂縫產(chǎn)生，是大體積砼施工質(zhì)量的關(guān)鍵問題。

2 產(chǎn)生裂縫的原因

2.1 混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫

在砼澆筑完成后的一段時期內(nèi)，由于水泥硬化時產(chǎn)生收縮，砼表面會出現(xiàn)微細(xì)縫隙，隨著表面水分的散失，砼表面收縮逐漸加快，縫隙逐漸發(fā)展為小裂縫，隨著時間的推移而發(fā)展為更明顯的裂縫。

2.2 砼內(nèi)外溫差產(chǎn)生的裂縫

在工程施工階段，砼受外界氣溫的影響比較大。內(nèi)部砼在硬化過程中由于水泥發(fā)生水化反應(yīng)，產(chǎn)生的水化熱不易散失。當(dāng)外界氣溫下降，特別是氣溫驟降時，會出現(xiàn)砼外層與內(nèi)部的溫度差，導(dǎo)致在砼內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力超過混凝土內(nèi)外的約束力時，就會產(chǎn)生裂縫。尤其是大體積砼，內(nèi)外溫差比較大，更容易出現(xiàn)裂縫。

2.3 施工工藝不標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的裂縫

在進(jìn)行混凝土澆筑的施工過程中，混凝土振搗不密實、澆筑順序錯誤、澆筑砼不連續(xù)或?qū)е鲁霈F(xiàn)冷縫等會造成不同程度的裂縫。此外，在施工過程中，砼強度還不高時，受到其他荷載也會導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫；拆模過早，混凝土強度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。

3 預(yù)防措施

3.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計

優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，減小砼構(gòu)件斷面尺寸，可根據(jù)受力情況設(shè)計成空心結(jié)構(gòu)、薄壁結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，或者采用新材料、新技術(shù)縮小大體積砼構(gòu)件尺寸，并減少其數(shù)量。

3.2 優(yōu)化混凝土配合比

在滿足規(guī)范和設(shè)計要求的情況下，盡量選用水化熱較低、安定性較好的水泥，并根據(jù)砼構(gòu)件的使用部位盡量減少水泥用量，從而減少水泥的水化熱或摻配其他細(xì)粉材料，比如粉煤灰、礦渣粉、硅粉等，不僅可以降低水泥用量、水化熱，減小砼內(nèi)外溫差，而且能提高砼的工作性能和強度，在一定程度上能起到減小砼構(gòu)件尺寸的作用。

3.3 提高施工人員質(zhì)量意識，加強施工過程管理

施工管理、技術(shù)人員要高度重視大體積砼的施工質(zhì)量，在砼施工前必須編制專項方案，并進(jìn)行評審，同時準(zhǔn)備好附屬材料和一些輔助設(shè)備，包括水泵、導(dǎo)流管和測溫設(shè)備等，在多數(shù)情況下會在重要構(gòu)件的模板和鋼筋中適當(dāng)設(shè)置降溫導(dǎo)管。根據(jù)施工時不同的大氣溫度，可采用降溫法和保溫法施工。氣溫高時主要采用降溫法，包括降低砼攪拌用水溫度：澆筑混凝土后構(gòu)件表面采用冷水養(yǎng)護(hù)降溫，利用預(yù)埋的降溫導(dǎo)管接通循環(huán)涼水來降低砼內(nèi)部溫度，在整個養(yǎng)護(hù)內(nèi)應(yīng)始終保持砼濕潤，在進(jìn)水口和出水口定時測量溫度。冬季可以采用保溫法施工。利用保溫模板和保溫材料防止砼表面溫度過低，以達(dá)到減小混凝土內(nèi)外溫差的目的。冬季施工應(yīng)注意升溫和降溫速率不能過快。在砼施工和養(yǎng)護(hù)過程中，及時測控溫度，控制砼結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差≤20 ℃。

3.4 改變施工工藝

改變一次澆筑成型的施工工藝，根據(jù)實際情況采用分層澆筑混凝土，充分利用預(yù)留施工面來達(dá)到散熱的目的。在砼澆筑前應(yīng)要詳細(xì)計算：①安排分塊、分層澆筑的次序和流向；②澆筑厚度、寬度、長度；③前后澆筑的搭接時間?？刂苹炷寥肽囟炔⒓訌娬駬v，嚴(yán)格控制振搗時間、移動距離和插入深度，保證振搗密實，嚴(yán)防漏振或過振，確保混凝土均勻密實，控制好混凝土的坍落度。

4 結(jié)束語

部分大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是不可避免的，即使采取相應(yīng)措施，也仍有可能存在。但是，如果在設(shè)計中、施工中和后期養(yǎng)護(hù)中充分考慮，并在施工各個環(huán)節(jié)中精細(xì)化管理、精心施工，就能最大限度地避免大體積砼出現(xiàn)裂縫。這樣，即使砼出現(xiàn)了裂縫，只要是在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，就不會妨礙結(jié)構(gòu)發(fā)揮其使用功能，也不會影響結(jié)構(gòu)的安全。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：李玨〕

Analysis of the Causes of Mass Concrete Crack and Prevention Measures

Shi Hongyi

Abstract： In construction projects often encounter some of the large volume of concrete elements， but the large volume of concrete in the construction process will be different degrees of cracks， impacts of the use of function and durability， but also seriously endanger the structural safety， therefore， control of mass Concrete crack become a long-term task of engineering and technical personnel. Combined with years of experience in the construction site， causes of mass concrete cracks， the cracks summary method of controlling for other engineering and technical officers.

Key words： massive concrete； concrete cracks； construction technology； engineering safety