淺談大體積混凝土施工裂縫預(yù)防與溫差控制

付岳強(qiáng)

（平遙縣工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理站，山西晉中031100）

淺談大體積混凝土施工裂縫預(yù)防與溫差控制

付岳強(qiáng)

（平遙縣工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理站，山西晉中031100）

混凝土是建筑施工中重要的材料，伴隨建筑項(xiàng)目規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大體積混凝土也被廣泛應(yīng)用于建筑施工中。要想更好地將大體積混凝土應(yīng)用于建筑施工中，必須采取有效措施預(yù)防混凝土裂縫現(xiàn)象的發(fā)生，保證建筑的質(zhì)量不受影響。論文分析了大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，并提出預(yù)防大體積混凝土裂縫與溫差控制的措施。

大體積混凝土；施工；裂縫；預(yù)防；溫差控制

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.045

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷加快，建筑項(xiàng)目無(wú)論在數(shù)量上，還是在規(guī)模上都在逐漸增加和擴(kuò)大，混凝土作為建筑施工的重要材料也得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是近年來(lái)，大體積混凝土越來(lái)越多的應(yīng)用于建筑施工中，成為必不可少的建筑材料。但是，大體積混凝土在施工中易出現(xiàn)裂縫這一現(xiàn)象也嚴(yán)重困擾了建筑施工的順利進(jìn)行，而且給建筑項(xiàng)目造成極大的安全隱患，只有采取有效措施預(yù)防混凝土的施工裂縫情況，才能確保建筑項(xiàng)目的整體質(zhì)量，促進(jìn)建筑行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

2 大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

2.1 水泥水化熱

大體積混凝土顧名思義就是混凝土的體積較大，正是由于體積大的原因，混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，其表面系數(shù)又較小，混凝土在生產(chǎn)階段有水泥水化的過(guò)程，大體積混凝土由于斷面較厚、表面系數(shù)較小的特點(diǎn)，導(dǎo)致水化過(guò)程中的熱量不容易散出，進(jìn)而熱量在混凝土內(nèi)部逐漸堆積，最終使混凝土結(jié)構(gòu)斷面內(nèi)外形成較大溫差。在水泥水化過(guò)程中，其水化產(chǎn)生的熱量與水泥本身的品種和用量都有關(guān)系。水泥用量不合理或者水泥本身質(zhì)量不合格都可能導(dǎo)致水化熱量增高，致使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫差增大，最終導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。

2.2 外界氣溫發(fā)生變化

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫最主要的影響因素就是內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫差，而溫差的產(chǎn)生與內(nèi)部溫度和外部溫度密切相關(guān)，二者都對(duì)溫差起著直接的決定作用，因此，外界溫度的變化也是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的原因之一。當(dāng)外部溫度過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，都可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部與外部溫差增大，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

2.3 混凝土的收縮變形

混凝土的收縮變形是混凝土在空氣中硬化的過(guò)程，也可以說(shuō)是體積變小的過(guò)程，主要是描述混凝土在形態(tài)上的變化。上述我們提到的水泥水化熱過(guò)程中需要水的支持，但并不是混凝土結(jié)構(gòu)中所有的水分都被用于水泥水熱。事實(shí)上，其中只有大約20%的水分是真正為水泥水化熱提供水源保證的，剩余約80%的水分都是為了保證混凝土在澆筑過(guò)程能夠被充分的和易。如果混凝土的硬化過(guò)程沒(méi)有受到任何外界的壓力，那么它的變形過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，也就不會(huì)有裂縫出現(xiàn)；但是，一旦有來(lái)自外界的約束力，混凝土收縮變形過(guò)程就會(huì)受到應(yīng)力的壓迫，造成裂縫。通常而言，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要收縮類(lèi)型有3種：塑性收縮、溫度收縮和干燥收縮。一般情況下，混凝土在硬化初期不會(huì)受到外界因素的影響，僅發(fā)生體積變形，不會(huì)有裂縫的出現(xiàn)，但是，在混凝土硬化后期經(jīng)常會(huì)受到來(lái)自外部的壓力，從而導(dǎo)致其發(fā)生收縮變形，也有個(gè)別情況會(huì)出現(xiàn)膨脹變形，這些都會(huì)使混凝土出現(xiàn)裂縫[1]。

3 混凝土澆筑中采用溫差控制措施預(yù)防裂縫

3.1 嚴(yán)格控制溫度升降速度

為了使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部不產(chǎn)生較大溫差，就要想辦法降低溫度應(yīng)力，而水泥水化熱是我們重點(diǎn)要控制的過(guò)程。在水泥選擇上要保證數(shù)量和質(zhì)量的合格，進(jìn)而降低水化熱產(chǎn)生的熱量，我們也將其稱(chēng)之為低水熱化。為了實(shí)現(xiàn)水泥的低水熱化，可以選擇425#的“水鋼”礦碴水泥，它在28d內(nèi)水化熱產(chǎn)生的熱量?jī)H為335kJ/kg，與普通水泥相比產(chǎn)生熱量低42kJ/kg。

3.2 控制水化熱

（1）要想使水泥水化熱降低，還可以通過(guò)延緩水泥的水化速度來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣就可以將水化熱產(chǎn)生熱量的峰值推遲，進(jìn)而避免裂縫的產(chǎn)生。具體做法為在水泥中添加緩凝劑，比如：添加1%的HB-2型緩凝劑可以使水化時(shí)間延長(zhǎng)8～10h。（2）正如我們上述所提到的，水泥的用量也會(huì)影響水化熱的產(chǎn)生。因而，我們可以通過(guò)減少水泥的用量實(shí)現(xiàn)降低水化熱的目的。具體做法為在水泥中添加粉煤灰，比如：C18承臺(tái)混凝土，其水泥中就添加了粉煤灰，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明它比普通混凝土水泥的使用量要少30kg,準(zhǔn)確用量為1m3的混凝土使用271kg水泥[2]。（3）通過(guò)控制外界溫度，實(shí)現(xiàn)降低混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫差的目的，進(jìn)而預(yù)防裂縫的出現(xiàn)。一般來(lái)說(shuō)，混凝土入模溫度應(yīng)該控制在15～20℃。在夏季，砂石的溫度要比地下水溫高3℃左右，我們需要對(duì)砂石進(jìn)行降溫處理，所采取的方法就是在砂石上澆灑地下水。而在高原地區(qū)，由于晝夜溫差較大，為了避免白天溫度過(guò)高對(duì)混凝土澆筑產(chǎn)生影響，施工人員必須提高夜晚施工效率，盡量在夜間完成混凝土澆筑工作。（4）通過(guò)外保內(nèi)排降低混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫差。內(nèi)排：采用放置散熱管的方式降低混凝土內(nèi)部溫度，通常散熱管間距保持2m，用冷水對(duì)待灌注的混凝土進(jìn)行循環(huán)散熱，為了避免由于水溫升高而失去散熱作用，通常每隔2d進(jìn)行換水工作，這種內(nèi)排方式大約能使溫度降低5～8℃，但是要想保證溫差控制達(dá)到效果，要使混凝土的內(nèi)外溫差在25℃以下，才能停止換水工作，然后在28d以后在混凝土散熱管中用相同標(biāo)號(hào)的混凝土填滿(mǎn)。外保：就是對(duì)混凝土表面采取保溫措施，使混凝土表面溫度受外界溫度影響程度降低，從而減小混凝土內(nèi)外溫差，達(dá)到預(yù)防裂縫產(chǎn)生的目的。在實(shí)際工作中，人們常常在承臺(tái)混凝土工作外模再增加一層混凝土圬或者漿砌，以此不僅能夠起到保溫作用，而且能提高其抗裂能力。

4 預(yù)防混凝土裂縫的其他措施

1）優(yōu)化混凝土施工過(guò)程?？估瓘?qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度是混凝土容易開(kāi)裂的內(nèi)在因素。普通混凝土極限拉伸離散性很大，必須創(chuàng)造條件，確?；炷辆鶆蛎軐?shí)?；炷撂涠雀鞴薏灰写蟛町?，澆筑基礎(chǔ)時(shí)坍落度可控制在100～140mm,坍落度大時(shí)會(huì)使表面鋼筋下部產(chǎn)生水分，或表層鋼筋上部的混凝土產(chǎn)生細(xì)小裂縫。為防止這種裂縫，在混凝土初凝前和混凝土預(yù)沉后應(yīng)采取二次抹面壓實(shí)措施。

2）加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度條件。保溫的目的有2個(gè)：（1）減小混凝土表面的熱擴(kuò)散，從而減小混凝土表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫；（2）延長(zhǎng)散熱時(shí)間，充分發(fā)揮混凝土強(qiáng)度的潛力和材料的松弛特性，使平均總溫差對(duì)混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度，防止產(chǎn)生貫穿性裂縫[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，大體積混凝土施工技術(shù)是工程中的重要技術(shù)，工程質(zhì)量的好壞取決于混凝土施工技術(shù)水平的高低。雖然在現(xiàn)實(shí)生活中我們會(huì)看到混凝土開(kāi)裂的現(xiàn)象，但是只要采取有效措施和溫差控制，混凝土裂縫現(xiàn)象是可以預(yù)防的。并且，通過(guò)選擇合適的材料、設(shè)計(jì)方案和施工工藝，以及筑澆后的保養(yǎng)措施，也能大大減小混凝土出現(xiàn)裂縫的可能性。

【1】趙玉剛.淺談大體積混凝土施工裂縫預(yù)防與溫差控制[J].門(mén)窗,2013 (2):268+271.

【2】晉創(chuàng)新.淺談大體積混凝土施工中如何有效預(yù)防裂縫[J].科學(xué)中國(guó)人,2014(6):5+7.

【3】張高峰.大體積混凝土施工裂縫的預(yù)防與控制[J].科技致富向?qū)? 2012(20):239.

Discussion on Crack and Temperature Difference Control of Large Volume Concrete Construction

FU Yue-qiang
(ProjectQualityandSafetySupervisionandManagementStationofPingyaoCounty,Jinzhong 031100,China)

Concreteisanimportantmaterialinconstruction.Withtheincreasingscaleofconstructionprojects,largevolumeconcretehasalso been widely used in construction.In order to better apply the large volume concrete,effective measures must be taken to prevent the concrete cracks,and ensure the construction quality.This paper analyzes the causes for cracks in large volume concrete,and puts forward measures to preventlargevolumeconcretecracksandcontroltemperaturedifference.

largevolumeconcrete;construction;crack;prevention;temperaturedifferencecontrol

TU755

A

1007-9467（2016）10-0103-02

2016-09-28

付岳強(qiáng)（1980～），男，山西平遙人，助理工程師，從事建筑工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理與研究。