試論目前大體積混凝土裂縫問(wèn)題與控制技術(shù)

林開(kāi)洪

（福建聯(lián)益建設(shè)有限公司）

試論目前大體積混凝土裂縫問(wèn)題與控制技術(shù)

林開(kāi)洪

（福建聯(lián)益建設(shè)有限公司）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與科技的不斷進(jìn)步，建筑行業(yè)已逐漸實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化與科學(xué)化?，F(xiàn)代建筑工程主要使用大體積混凝土作為建筑材料。大體積混凝土的使用在很大程度上提高了建筑工程量。然而大體積混凝土裂縫的問(wèn)題仍然存在，是目前工程技術(shù)人員急需解決的難題。本文將探討目前大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因與裂縫的類型，并闡述對(duì)其的控制技術(shù)，以提高建筑工程的質(zhì)量。

大體積混凝土；裂縫問(wèn)題；控制技術(shù)

目前，大體積混凝土已廣泛應(yīng)用于各類建筑工程與道路工程中。然而由于大體積混凝土特殊的內(nèi)在結(jié)構(gòu)與外界溫度變化等因素的影響，十分容易產(chǎn)生裂縫。而混凝土裂縫的產(chǎn)生嚴(yán)重威脅著建筑工程的安全，較易引發(fā)安全事故[1]。為了使大體積混凝土能夠更安全的應(yīng)用于建筑工程中，應(yīng)針對(duì)混凝土裂縫問(wèn)題，采用有效的控制技術(shù)，防止工程事故的發(fā)生。

1　大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)厚實(shí)、體積龐大、鋼筋密實(shí)等特點(diǎn)。在澆筑施工時(shí)，一次澆筑量較大，對(duì)施工技術(shù)要求較高，且受外界環(huán)境影響較大，因此大體積混凝土極易產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而造成一定的安全隱患，引發(fā)安全事故。例如，福建省莆田市江口鎮(zhèn)新光電子有限公司的一棟四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)宿舍樓突然整體坍塌，造成31人死亡、42人受傷。為了防止安全事故的發(fā)生，應(yīng)深入研究裂縫的成因。下面將對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析：

1.1內(nèi)在因素

大體積混凝土在澆筑過(guò)程中，由于水泥的水化作用，會(huì)釋放一定的熱量。而水泥水化放熱作用具有集中放熱的特性，其熱量的釋放集中于澆筑后的短時(shí)間內(nèi)，釋放的速度與大體積混凝土的配比比例息息相關(guān)[2～3]。水泥水化作用集中放熱的特性使混凝土中心的溫度先降低，而表面的溫度后降低，導(dǎo)致出現(xiàn)較大的內(nèi)外溫差。溫差的產(chǎn)生使中心產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，而這兩種力出現(xiàn)極度不平衡或者表面拉應(yīng)力超過(guò)一定范圍后，就會(huì)使大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。

1.2外在因素

大體積混凝土內(nèi)部溫度極易受到水泥水化熱作用的影響，然而這并不是其產(chǎn)生裂縫的唯一原因。澆筑時(shí)的外界溫度以及混凝土結(jié)構(gòu)的散熱溫度影響同樣會(huì)造成大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生。外界氣溫升高時(shí)，混凝土澆筑的溫度會(huì)隨之升高；而外界溫度降低時(shí)，其澆筑的溫度也會(huì)隨之降低。當(dāng)外部溫度不斷降低，混凝土內(nèi)外部溫差就會(huì)不斷增加。一旦外部溫度達(dá)到一定幅度，將會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。外界空氣中的濕度變化也會(huì)影響大體積混凝土的干縮程度，對(duì)其裂縫的產(chǎn)生有著一定的影響。

2　大體積混凝裂縫的類型

2.1干縮裂縫

混凝土的干縮現(xiàn)象主要與其水泥的用量、集料的性質(zhì)、外加劑的選擇等因素有關(guān)。干縮裂縫的產(chǎn)生是由于混凝土內(nèi)外部水分的蒸發(fā)程度不同，導(dǎo)致其內(nèi)外部結(jié)構(gòu)變形程度不同而造成的。在外部條件的作用下，混凝土表面的水分蒸發(fā)的較快，因此表面變形程度較大，而內(nèi)部濕度變化較小，變形的程度也較低。表面較大的變形作用受到了內(nèi)部的約束，產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.2溫度裂縫

溫度裂縫多發(fā)生于溫差變化較大地區(qū)的大體積混凝土結(jié)構(gòu)中?；炷猎跐仓蟮挠不^(guò)程中，水泥由于水化作用產(chǎn)生大量的熱量。而大體積混凝土由于體積比較龐大，熱量集中于混凝土的內(nèi)部無(wú)法釋放出來(lái)，致使其內(nèi)部溫度不斷升高。而混凝土的表面由于散熱比較快，造成其內(nèi)外部出現(xiàn)較大的溫差。溫差的產(chǎn)生導(dǎo)致混凝土內(nèi)外部的收縮程度不同，使其表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)這種力超過(guò)混凝土的抗拉極限時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致其表面出現(xiàn)裂縫。這種類型的裂縫一般出現(xiàn)在施工的中后期。

2.3沉陷裂縫

地基土質(zhì)松軟、不均勻，或者回填土未夯實(shí)等問(wèn)題，在不同程度上會(huì)造成地基的不均勻沉降，而這種不均勻沉降會(huì)使混凝土出現(xiàn)沉陷裂縫[4]。另外，模板剛度不夠、模板支撐底部松動(dòng)或者支撐間距過(guò)寬等因素也會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生沉陷裂縫。尤其是在冬季施工中，模板支撐位于凍土上，凍土化凍后會(huì)使地基出現(xiàn)不均勻沉降，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

3　針對(duì)大體積混凝土裂縫問(wèn)題的控制技術(shù)

3.1材料的控制技術(shù)

3.1.1原材料控制

原材料主要包括：水泥、粗骨料、細(xì)骨料、粉煤灰和外加劑。在大體積混凝土的施工過(guò)程中，水泥的選擇占據(jù)著重要的位置。水泥質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著水化作用產(chǎn)生的幾率。應(yīng)嚴(yán)格掌握水泥的用量，選擇合格且優(yōu)質(zhì)的水泥品種，保證所選用水泥的質(zhì)量達(dá)到施工的各項(xiàng)要求。粗骨料也就是通常所說(shuō)的石子。同對(duì)水泥選用的要求相同，粗骨料的選用也必須達(dá)到施工的標(biāo)準(zhǔn)。由于石子的質(zhì)量與其含沙量有關(guān)，含沙量越少，石子與混凝土的融合度越好。這樣不僅能夠提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，還可以減少一定的用水量和水泥用量，從而降低水泥水化熱效應(yīng)。因此應(yīng)選用含沙量少的石子。細(xì)骨料就是通常所說(shuō)的沙子。建筑中所使用的沙子應(yīng)選擇顆粒較大的中粗沙，而不是越細(xì)越好。細(xì)骨料的含泥量應(yīng)嚴(yán)格按照混凝土的強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行選擇，以減少水泥用量及用水量，進(jìn)而降低混凝土的收縮作用。為了讓混凝土便于泵送，應(yīng)摻入一定量的粉煤灰，其用量應(yīng)控制在10%以內(nèi)。為了使混凝土具備一定的抗裂性，應(yīng)添加一定量的外加劑。外加劑的添加能夠有效降低水泥水化作用釋放的熱量，能在一定程度上預(yù)防混凝土大面積收縮而產(chǎn)生裂縫。

3.1.2材料配比控制

在大體積混凝土的施工中，原材料的配比控制有著十分重要的作用。原材料的配比如不符合施工的要求，就會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫，引發(fā)一系列的施工問(wèn)題?；炷恋呐渲脩?yīng)嚴(yán)格按國(guó)家現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范進(jìn)行試配，規(guī)范包括《普通混凝土配比設(shè)計(jì)規(guī)程》、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》、《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》[5]。在實(shí)際配比中，應(yīng)結(jié)合不同建筑工程對(duì)于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的等級(jí)要求以及各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3.2施工的控制技術(shù)

在大體積混凝土的澆筑施工前期，應(yīng)做好各類準(zhǔn)備工作，包括：水泥材料的通風(fēng)干燥、混凝土的攪拌與運(yùn)輸、優(yōu)質(zhì)石料的防曬等。在攪拌混凝土的過(guò)程中應(yīng)采用二次投料法。

3.2.1澆筑施工中的控制技術(shù)

在澆筑施工前期，應(yīng)制定系統(tǒng)的澆筑方案。方案應(yīng)涉及建設(shè)架構(gòu)的規(guī)模、鋼筋設(shè)置的疏密情況、管道的預(yù)埋與地腳螺栓的預(yù)留等問(wèn)題。根據(jù)混凝土的供應(yīng)情況和水化作用程度可采用不同的澆筑方法，包括：全面分層法、分段分層法、斜面分層法。全面分層法是指在澆筑施工中，首先完成第一層表面的完全澆筑，在第一層表面還未完全凝固的狀態(tài)下，開(kāi)始澆筑第二層，依次逐步進(jìn)行澆筑。全面分層法一般應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)平面面積比較小的工程中。在實(shí)際施工操作中，可以從短邊延至長(zhǎng)邊進(jìn)行澆筑，還可以分成兩段從兩端向中間或從中間向兩端進(jìn)行澆筑。分段分層法一般適用于單位時(shí)間內(nèi)對(duì)混凝土的供應(yīng)要求較少、結(jié)構(gòu)物厚度較低、建筑面積或長(zhǎng)度較大的工程。分段分層是指從第一層開(kāi)始澆筑，并持續(xù)不斷延伸至最后一層。在第一層末端混凝土還未凝結(jié)的情況下，從第二段開(kāi)始分層澆筑。斜面分層法是比較常用的澆筑方法。斜面的傾斜度應(yīng)不超過(guò)結(jié)構(gòu)的1/3。斜面分層法一般應(yīng)用于結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度超過(guò)結(jié)構(gòu)厚度3倍的情況。其方法是從第一層開(kāi)始，逐層向上澆筑。

3.2.2振搗施工中的控制技術(shù)

為了保證混凝土結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，應(yīng)進(jìn)行全面振搗，按規(guī)定控制振搗周期與時(shí)間。混凝土開(kāi)始泛漿或不冒氣泡，說(shuō)明完成了振搗。

3.2.3后期養(yǎng)護(hù)中的控制技術(shù)

由于混凝土表面的風(fēng)干速度較快，使外部與內(nèi)部出現(xiàn)較大溫差，容易產(chǎn)生干縮裂縫。因此混凝土在澆筑后應(yīng)保持一定的濕度，防止水泥硬化過(guò)快。保濕能夠使混凝土內(nèi)外部溫差得到平衡，提高混凝土的抗裂能力。

3.3溫度的控制技術(shù)

溫差是導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因。為了從問(wèn)題的源頭控制，應(yīng)第一時(shí)間進(jìn)行溫度的控制。根據(jù)以往的澆筑經(jīng)驗(yàn)，大體積混凝土在澆筑后的4h內(nèi)，混凝土的強(qiáng)度最低，應(yīng)及時(shí)做好保溫保濕工作，在其表面覆蓋保溫膜。在實(shí)際施工中，應(yīng)結(jié)合混凝土的施工情況，選擇合適的時(shí)間段覆蓋保溫膜。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑工程的質(zhì)量密切關(guān)系著人們的生命安全，已越來(lái)越受到社會(huì)的重視。大體積混凝土在建筑工程的施工中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而大體積混凝土裂縫問(wèn)題的存在也在一定程度上影響著施工的質(zhì)量。因此應(yīng)深入研究混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，提高混凝土澆筑工藝，不斷加強(qiáng)混凝土裂縫的控制技術(shù)，排除施工中的安全隱患，保證工程的質(zhì)量。

[1]賈珍則.淺談大體積混凝土裂縫成因及控制[J].中國(guó)西部科技，2010（23）：52，43.

[2]嚴(yán)盛鋒.大體積混凝土的裂縫分析及措施[J].建材與裝飾，2013（2）：41～ 42.

[3]王克云.試論建筑工程中大體積混凝土的裂縫問(wèn)題[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2014（10）：863.

[4]宣善宏.大體積混凝土裂縫控制的施工技術(shù)措施[J].工程與建設(shè)，2010（5）：671～673.

[5]張冬秀.論析大體積混凝土的施工溫度與裂縫控制[J].價(jià)值工程，2012（23）：112～113.

TU755

A

1673-0038（2015）07-0045-02

2015-1-20

林開(kāi)洪（1972-），男，工程師（一級(jí)建造師），大專，從事現(xiàn)場(chǎng)管理工作。