大體積混凝土裂縫的預(yù)防控制技術(shù)初探

【摘要】裂縫問題是大體積混凝土施工工程中較為常見的問題，有效的控制裂縫問題發(fā)生對于提升工程質(zhì)量具有重要意義。本文從現(xiàn)實(shí)施工角度出發(fā)，分析了大體積混凝土施工中裂縫的分類和產(chǎn)生的原因，并從工程設(shè)計(jì)、原材料的選擇和施工技術(shù)等方面提出避免裂縫產(chǎn)生的措施，為提升大體積混凝土工程質(zhì)量提供參考。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；裂縫；原材料控制

目前我國正處于社會主義建設(shè)快速發(fā)展時期，建筑業(yè)的施工技術(shù)和工程質(zhì)量有了巨大提升，為提高建筑質(zhì)量大體積混凝土在建筑施工中應(yīng)用范圍越來越廣泛，使得現(xiàn)代建筑的堅(jiān)固程度得到很大提高，但是在大體積混凝土施工中常常出現(xiàn)裂縫問題，這給建筑工程的結(jié)構(gòu)質(zhì)量帶來很大影響。所以加強(qiáng)技術(shù)研究，控制裂縫問題的產(chǎn)生，成為了保障工程質(zhì)量所必須解決的問題。

一、大體積混凝土裂縫的分類和產(chǎn)生原因分析

（一）收縮型裂縫

在工程施工中，澆筑混凝土完畢后，需要等待混凝土自行凝固、風(fēng)干。在此過程中，混凝土自身會散發(fā)出熱量，本身水分蒸發(fā)固化，整體上的體積會收縮，在大體積混凝土工程中這種收縮效果是非常明顯的。在收縮過程中如果受到外界條件的干擾，那么在其內(nèi)部就會產(chǎn)生收縮應(yīng)力，這就對混凝土本身的拉伸強(qiáng)度做出考驗(yàn)，如果這種應(yīng)力超過了混凝土自身的承受極限，那么在收縮過程中混凝土本身會發(fā)生斷裂產(chǎn)生裂縫。能夠?qū)炷潦湛s過程造成影響的因素很多，包括施工中水泥和水的調(diào)配比例、使用水泥的品種等，一般來講，在進(jìn)行混凝土漿液攪拌時水量和水泥量的用量越高，混凝土澆筑完成后收縮的幅度就越大。不同品種的水泥其干收縮和收縮的程度是不同的，例如中低熱水泥與粉煤灰水泥，它們的收縮變化量就相對小一些。

混凝土的收縮現(xiàn)象主要原因在于自身的收縮，混泥土的自身收縮也是因?yàn)樗值霓D(zhuǎn)化引起的，但是自身收縮不是因?yàn)榛炷羶?nèi)部水分向外蒸發(fā)造成的，而是因?yàn)樗喾墼谒瘯r需要吸收一定量的水分，這樣在混凝土凝膠孔的液面下沉過程中就會形成彎月形的面，等同于自干燥作用，這樣混凝土外表濕度就會下降，體積逐漸縮小，形成了混凝土自身收縮?；炷翝{液調(diào)配中的水灰比例是影響其自身收縮的主要因素，在混凝土漿液中如果水灰比例在0.5以上，那么混凝土自身的收縮反映就會非常小，但是如果調(diào)配的水灰比例在0.35以下時，混凝土自身的水分遷移就會非常塊，內(nèi)部的濕度會很快下降至70%以下，這時的混凝土自身收縮就會與干收縮的比例相當(dāng)。一般情況下，混凝土的收縮現(xiàn)象主要出現(xiàn)在拌合凝固的早期。所以在施工中一般在外部模板拆除之前，混凝土的自身收縮就已經(jīng)完成了。相比之下，在大體積混凝土的施工中，即便混凝土的水灰比例達(dá)到了足夠的高度，其自身的收縮現(xiàn)象也是非常明顯的，在溫度變化的作用下收縮產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力就會很大。所以在很多水利工程施工中，就會將建筑本身的抗收縮應(yīng)力作為質(zhì)量考核的重要指標(biāo)。

塑性收縮是大體積混凝土建筑中收縮現(xiàn)象的另一表現(xiàn)，塑性收縮產(chǎn)生的原因在于選用水泥的活性較大，當(dāng)混凝土自身溫度較高時，或是水灰比例失調(diào)的情況下，混凝土自身的沁水能力就會顯著下降，而在空氣風(fēng)干作用下混凝土本身的水分卻在不斷流失，而內(nèi)部水分卻不能得到補(bǔ)充使混凝土處于塑性狀態(tài)。如果這時混凝土受到外力干擾，在其表面就會出現(xiàn)排列不均的裂縫。這時混凝土的內(nèi)部水分蒸發(fā)的更快，裂縫出現(xiàn)的面積就越大，從而嚴(yán)重影響到建筑質(zhì)量。所以如果出現(xiàn)混凝土的塑性變化就應(yīng)及時覆蓋混凝土表面進(jìn)行保養(yǎng)。

（二）溫差裂縫

溫度對于大體積混凝土工程的影響也是很大的，由于溫差造成的混凝土裂縫也是比較常見的。具體原因可以分為三類：首先，在混凝土漿液進(jìn)行澆筑施工的初期，由于混凝土中石灰和水發(fā)生反映產(chǎn)生了大量的水化熱量，這樣使混凝土的內(nèi)部溫度和外部溫度差異很大導(dǎo)致開裂，出現(xiàn)這樣裂縫一般要在混凝土澆筑完成后的3天左右的時間；第二，在混凝土澆筑完成后，需要覆模定形保養(yǎng)，當(dāng)進(jìn)行拆模操作時會導(dǎo)致混凝土的表面溫度迅速下降，如果混凝土的應(yīng)力承受能力有限就會出現(xiàn)裂縫；第三，在混凝土澆筑時其內(nèi)部溫度會逐漸升高并達(dá)到極限，在覆模之后，溫度會逐漸下降至常溫或最低溫度，最高溫度和低溫之間的差距就是內(nèi)部溫差，這也容易造成混凝土內(nèi)部的開裂，以上所闡述的三種原因都是由于溫度的變化而導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生的，其中造成影響最大的還是第一種由于水化熱產(chǎn)生的溫差裂縫。在施工過程中必須格外的注意。

二、大體積混凝土裂縫預(yù)防措施

（一）完善大體積混凝土的施工設(shè)計(jì)

1、嚴(yán)格控制混凝土的調(diào)配比例 在進(jìn)行混凝土的調(diào)配時，應(yīng)在保證混凝土質(zhì)量的前提下，盡量減少混凝土攪拌的用水量，在施工中一般都會遵循“三低”、“二摻”的原則，三低是指低砂率、低坍落度和低水灰比；二摻是指摻高效減水劑和引氣劑。同時注意適當(dāng)提高粉煤灰的摻合量。這樣就可以配合出強(qiáng)度高、韌性好、抗拉伸強(qiáng)度大的混凝土。

2、增加構(gòu)造筋比例 在混凝土中增加構(gòu)造筋可以有效的提高混凝土的抗裂性能，在構(gòu)造筋的材料選擇上，應(yīng)選用直徑小鋼筋，在排列上應(yīng)盡量減小配筋的間距，整個混凝土截面配筋率應(yīng)在0.3%～0.5左右。這樣能夠顯著提高大體積混凝土的堅(jiān)固程度。

3、優(yōu)化結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì) 混凝土裂縫的產(chǎn)生多數(shù)是因?yàn)閮?nèi)部應(yīng)力集中，超出了混凝土強(qiáng)度的承受范圍。對于混凝土內(nèi)部易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部分，應(yīng)該采取必要的加固措施，比如可以在應(yīng)力集中區(qū)放置暗梁、增加配筋率或是調(diào)整混凝土的內(nèi)部調(diào)配比例增加其抗拉伸強(qiáng)度。進(jìn)行大體積混凝土建筑的設(shè)計(jì)，必須充分考慮到環(huán)境、氣溫等因素。注意后澆縫的時機(jī)掌握，一般情況下，后澆縫的間距應(yīng)該控制在20m～30m之間的范圍內(nèi)，澆筑后應(yīng)保持原樣60d以上，保障其充分的凝固。

（二）施工方法上的控制措施

采用適當(dāng)?shù)氖┕し椒ㄊ潜苊饬芽p產(chǎn)生的有效措施，在進(jìn)行大體積混凝土工程施工時，可以在混凝土的內(nèi)部適當(dāng)?shù)牧粝乱恍┛椎?，方便混凝土?nèi)部冷氣循環(huán)便于降溫，但是要控制好降溫的速度一般應(yīng)控制在0.5℃/h～1.0℃/h之間。當(dāng)進(jìn)行大型工程混凝土施工時可以采取分層澆筑、分塊澆筑相結(jié)合的辦法，一般每層的澆筑時間應(yīng)在5d～7d之間，每塊的厚度應(yīng)控制在1.0m～1.5m之間，這樣的辦法能夠?qū)⑺疅峄a(chǎn)生的熱量消散出去。

（三）溫差的控制措施

溫差是導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生的一大原因，在進(jìn)行人為控制溫差時，應(yīng)該注意防止混凝土內(nèi)外溫度下降過快，造成速冷現(xiàn)象?？焖俚睦鋮s的會導(dǎo)致混凝土溫差過大，在澆筑早期快速降溫會導(dǎo)致水泥的膠體的水化程度和水泥強(qiáng)度下降，這就容易出現(xiàn)熱裂縫。所以應(yīng)盡量避免速冷或超冷現(xiàn)象的發(fā)生，因此，大體積混凝土的澆筑時間應(yīng)盡量安排在晚上，這樣有利于降低混凝土的初凝溫度，使?jié)仓蟮幕炷羶?nèi)外溫差處于合理范圍內(nèi)。

總結(jié)

綜上所述，大體積混凝土裂縫問題產(chǎn)生的原因有很多，包括原材料、施工技術(shù)、溫差等多種因素，為此應(yīng)優(yōu)化施工設(shè)計(jì)，積極查找裂縫產(chǎn)生原因，采取有效的預(yù)防措施，控制裂縫問題的發(fā)生。

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