土木施工中大體積混凝土裂縫成因及其防治措施分析

張標(biāo)

（安徽新華學(xué)院土木與環(huán)境工程學(xué)院　安徽　合肥　230088）

土木施工中大體積混凝土裂縫成因及其防治措施分析

張標(biāo)

（安徽新華學(xué)院土木與環(huán)境工程學(xué)院安徽合肥230088）

近年來，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展使得土木工程發(fā)展越來越好，土木施工隨處可見。在土木施工過程中，大體積混凝土產(chǎn)生裂縫較為常見，該問題的存在給施工進(jìn)程帶來困擾。施工過程中受各種內(nèi)外部因素影響，混凝土產(chǎn)生裂縫。本文主要分析了大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，并在此基礎(chǔ)上提出了若干防治措施，以期對(duì)提高施工質(zhì)量有所幫助。

土木施工；大體積混凝土；防治措施

近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，與之相適應(yīng)，工程建筑行業(yè)的發(fā)展也不容小覷，這一行業(yè)目前已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱產(chǎn)業(yè)，土木工程建設(shè)也迎來了新的發(fā)展高峰期。在土木工程建設(shè)項(xiàng)目中離不開混凝土，混凝土在工程建設(shè)中居于重要地位，扮演著重要角色。其中大體積混凝土在施工中較為常見，由大體積混凝土引起的裂縫也較為常見，它直接關(guān)系著施工的質(zhì)量和建筑物的安全性。對(duì)產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行分析，對(duì)癥下藥，尋找相關(guān)措施對(duì)保證工程質(zhì)量至關(guān)重要。

1　大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因分析

1.1外部因素的影響

大體積混凝土在施工中產(chǎn)生裂縫與外部環(huán)境關(guān)系密切，外界空氣中的濕度、溫度等對(duì)混凝土有很大影響。混凝土在逐步硬化的過程中，將會(huì)產(chǎn)生水化熱，這一過程將會(huì)釋放出大量的熱量，熱量的存在促使混凝土內(nèi)部的熱量不斷升高。而通常情況下，大體積混凝土的橫截面積較大，內(nèi)部的大量熱量來不及散發(fā)，將會(huì)在混凝土表面形成拉應(yīng)力。加之，外部環(huán)境的溫度低于內(nèi)部溫度，形成溫度差，溫度差過大，混凝土自身存在一定的脆性，因此，當(dāng)抗拉強(qiáng)度超出一定范圍后，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。當(dāng)混凝土澆筑完成后，要保證混凝土的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，將混凝土的溫度和濕度控制在一定范圍內(nèi)，否則裂縫就產(chǎn)生了。

1.2內(nèi)部因素影響

內(nèi)部因素主要是指混凝土本身的材質(zhì)以及在混凝土使用過程中的配比。通常情況下，混凝土屬于脆性物質(zhì)，這是其本身的物理特性，混凝土的抗拉強(qiáng)度較差，僅是抗壓強(qiáng)度的1/10，混凝土原材料存在不均勻的情況，在澆筑過程中，會(huì)因施工材料和施工技術(shù)的問題才產(chǎn)生變形，變形伸縮如果及時(shí)發(fā)現(xiàn)并補(bǔ)修將會(huì)避免裂縫，但若長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)變形伸縮，則混凝土將會(huì)出現(xiàn)裂縫。通常情況下，可控范圍是指在長(zhǎng)期增加負(fù)荷時(shí)，負(fù)荷的范圍在（1.2～2.0）×104，短期負(fù)荷的極限是（0.6～1.0）×104。施工過程中，鋼筋和混凝土的受力情況有很大差異，鋼筋承受的是拉應(yīng)力，而混凝土承受的是壓應(yīng)力。具體來說，混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括混凝土的配合比，骨料、使用何種外加劑，外加劑和和混凝土的比例等，這些內(nèi)部因素都有可能導(dǎo)致大體積混凝土的裂縫。

2　大體積混凝土裂縫的防治措施

2.1注意外部因素的影響，控制溫度與濕度

經(jīng)上述論述可知，外界環(huán)境的濕度和溫度對(duì)大體積混凝土具有較大影響，因此，在施工過程中，可以從以下幾方面控制外界溫度，改善大體積混過凝土的裂縫∶①要注意混凝土中的水泥用量，水泥摻和量的多少對(duì)混凝土質(zhì)量有很大影響，要注意優(yōu)化水泥骨料的配比，適當(dāng)增加骨料的級(jí)配。在使用大體積混凝土澆筑時(shí)可以適當(dāng)滲入粉煤灰，這樣做的主要目的是降低混凝土水泥在水化熱過程中的內(nèi)部高溫，以提高混凝土的密實(shí)度和后期強(qiáng)度，此種方法對(duì)增強(qiáng)混凝土的抗?jié)B能力以及抗裂能力有很大幫助。粉煤灰的最大作用在于降低了混凝土的收縮值。③在攪拌混凝土過程中，可以加入水，或是用水沖刷碎石，降低其內(nèi)部溫度。然后，可以采用層面散熱的方法，在澆筑混凝土?xí)r適當(dāng)減少其厚度以降低溫度。③也可采用在混凝土中鋪埋冷水管的方法，利用冷水的低溫迅速降低混凝土的溫度。④在拆模時(shí)嚴(yán)格控制時(shí)間，當(dāng)施工外部的溫度迅速下降時(shí)要及時(shí)做好保溫的工作，避免混凝土因溫度落差過大而產(chǎn)生裂縫。尤其是在冬季施工時(shí)，要注意保證澆筑面的溫度。

2.2選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，注意水泥品種及用量

在選用材料時(shí)，首先要對(duì)使用材料進(jìn)行分析，包括材料的特定和用量，根據(jù)水泥材料礦物含量的不同選擇不同的水泥品種，并且在用量上嚴(yán)格控制。水泥礦物含量不同，其特性也不相同，例如，鋁酸三鈣的發(fā)熱量最大，并且速度最快，接下來是硅酸三鈣，最后是硅酸二鈣，施工人員要注意選擇水泥材料。

2.3適當(dāng)使用一定量的外加劑

在施工中在混凝土中使用外加劑較為常見，外加劑不僅能夠提高混凝土的抗裂能力，并且可以節(jié)約養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，增加混凝土的使用性能，外加劑很大程度上提升了混凝土的耐久性，防止其開裂。其次，水泥的粗細(xì)程度也對(duì)裂縫有一定影響。混凝土中有較多的毛細(xì)孔道，經(jīng)過蒸發(fā)的水分將會(huì)形成一定張力，導(dǎo)致混凝土表面變形，但是如果適當(dāng)增加毛孔通道，將會(huì)大大降低表面的張力，從而保證混凝土不會(huì)發(fā)生裂縫。我國(guó)在60年代就有人提出此種研究，通過利用表面張力原理，增大毛細(xì)孔道的直徑而降低張力，從而防止混凝土的變形。但在實(shí)踐過程中，此種方法將會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度。為此，研究人員著手在外加劑上進(jìn)行改進(jìn)，在混凝土中加入減水防裂劑，這樣可以減少使用25%的用水量，減少使用15%的水泥用量，減少部分的體積能夠用骨料填充，這就避免影響了混凝土的最終強(qiáng)度。減水防裂劑并且可以有效提升混凝土的抗裂能力和抗拉強(qiáng)度，在混凝土表面經(jīng)過碳化收縮形成微膜，有效防止水分蒸發(fā)。

2.4提出應(yīng)急預(yù)案，做好預(yù)防工作

貫穿裂縫對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有很大影響，它是因?yàn)橛谢炷帘砻娴牧芽p而逐漸發(fā)展為深層次的裂縫，這種裂縫切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，更有可能破壞混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與整體性。由于貫穿裂縫屬于較為嚴(yán)重的裂縫類型，所以為了避免花費(fèi)巨大的精力進(jìn)行修補(bǔ)工作，需要提前做好應(yīng)急預(yù)案，把貫穿裂縫的產(chǎn)生扼殺在搖籃里。①要做好管理工作。尤其是管理活動(dòng)中的監(jiān)督工作，嚴(yán)格按照計(jì)劃結(jié)合實(shí)際進(jìn)行施工。一旦工作中出現(xiàn)問題，就應(yīng)當(dāng)及時(shí)反饋，采取糾偏措施。根據(jù)具體情況，利用粉煤灰等摻和料，拌合混凝土加水，或者埋設(shè)水管等降溫方法。③施工過程中，首先要嚴(yán)格控制澆筑工序和振搗工序各個(gè)建筑塊之間的縫隙要嚴(yán)格控制，不能過大也不能過小，混凝土之間的隔開長(zhǎng)度要適當(dāng)。③施工人員要合理安排施工工序，控制基礎(chǔ)起伏的大小，澆筑中需要按照澆筑工序嚴(yán)格進(jìn)行。

2.5混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土的早期表面失水是混凝土養(yǎng)護(hù)的核心內(nèi)容，混凝土通過前期水化作用，需要水分幫助水泥進(jìn)行水化作用。在傳統(tǒng)的混凝土施工過程中，混凝土泌水量較大，常常利用二次收漿法再進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以防止塑性過長(zhǎng)產(chǎn)生干縮裂縫?，F(xiàn)代的混凝土因?yàn)楦咝阅?，幾乎沒有泌水情況，但在大風(fēng)或者溫度高的外力作用下，混凝土的水分蒸發(fā)加速，表面極易出現(xiàn)干縮裂縫，所以必須在最終凝結(jié)前進(jìn)行抹面以閉合裂縫。

3　結(jié)語

土木施工是一項(xiàng)龐大的綜合性工程，混凝土的澆筑的質(zhì)量直接影響著工程總體質(zhì)量，其重要性不容小覷。在施工過程中，由于受外界空氣中濕度和溫度的影響，以及混凝土自身的不均勻性，大體積的混凝土容易產(chǎn)生裂縫。但是，在混凝土澆筑過程中遵照嚴(yán)格的工序，使用質(zhì)量合格的材料，注意水泥的質(zhì)量和數(shù)量，再加之適當(dāng)?shù)姆懒淹饧觿谧龊妙A(yù)防工作的基礎(chǔ)上，可以有效減少和避免大體積混凝土的裂縫。

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