關(guān)于建筑工程大體積砼的裂縫防治與分析

摘 要：經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展使建筑工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，在建筑工程的施工中，會(huì)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，嚴(yán)重影響了施工質(zhì)量，還會(huì)出現(xiàn)工程坍塌的情況。工程建設(shè)很多采用混凝土結(jié)構(gòu)，大體積的混凝土出現(xiàn)裂縫問(wèn)題也是非常常見(jiàn)的，這也是目前建筑施工人員需要面臨的比較棘手問(wèn)題。大體積砼的裂縫問(wèn)題主要出現(xiàn)在高層建筑或者橋梁建設(shè)中，尤其是深基礎(chǔ)施工中。本文就介紹了大體積砼出現(xiàn)裂縫的原因，提出相應(yīng)的防治措施，為建筑施工人員提供參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：建筑工程；大體積砼裂縫；控制措施

一、大體積砼裂縫的影響因素

砼原料屬于脆性原料，它的抗拉能力非常低，大概是其荷載能力的十分之一左右。大體積砼的橫截面面積比較大，在水泥的水熱化作用下，從內(nèi)部溫度上升到降溫的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，因此，這種大體積砼結(jié)構(gòu)很少加入鋼筋。

1.水泥水熱化的原因。水泥進(jìn)行水化時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多的熱量，一般情況下，每克的水泥可以釋放大概500J的熱量，假如水泥的使用量在350Kg∕m3-500 Kg∕m3之間進(jìn)行計(jì)算，砼釋放的熱量大約在17500KJ ∕m3---25500KJ∕ m3，使內(nèi)部的溫度迅速升高。如果是大體積砼，這種現(xiàn)象更為明顯，內(nèi)部的散熱慢，外部的散熱快，溫度呈階梯狀態(tài)，因此，內(nèi)部就會(huì)形成壓應(yīng)力，外部形成拉應(yīng)力，當(dāng)兩種力量值相差比較大時(shí)就會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

2.砼的收縮。砼收縮的情況主要是指砼在凝固的過(guò)程中，體積會(huì)逐漸減小，出現(xiàn)了收縮現(xiàn)象。這種情況是在沒(méi)有任何外力作用下自然產(chǎn)生的，如果收到外部壓力，砼內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，就會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。在砼凝固的開(kāi)始階段，主要是它自身體積的變化，后期階段主要是內(nèi)部水分的蒸發(fā)形成的干縮變形。砼收縮現(xiàn)象有干縮現(xiàn)象、溫度收縮現(xiàn)象以及塑性收縮現(xiàn)象。

3.外部環(huán)境溫度變化。大體積砼在施工的過(guò)程中，外部氣溫環(huán)境對(duì)砼裂縫有著一定的影響。砼內(nèi)部的溫度主要是水泥水熱化或者澆筑的溫度。通常情況下，澆筑溫度與外部溫度有著非常大的聯(lián)系，外部溫度越高，砼的澆筑氣溫就高，外部溫度下降，砼的澆筑溫度也會(huì)下降，形成明顯的內(nèi)外溫度呈階梯狀。但是如果外部環(huán)境的氣溫下降速度很快，就會(huì)形成很大的溫度差，就很容易造成砼裂縫。同時(shí)，外界的空氣濕度也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，因?yàn)闈穸葧?huì)讓砼加速干縮，從而造成砼裂縫。

二、大體積砼裂縫的控制措施

1.大體積砼中水泥的品種和用量。通過(guò)實(shí)踐和理論研究，水泥的水熱化產(chǎn)生了大量的熱，這對(duì)大體積砼裂縫是非常關(guān)鍵的因素，因此，為了減少裂縫的出現(xiàn)，對(duì)大體積砼的施工需要選擇低熱的水泥種類或者中熱的水泥種類，水泥產(chǎn)生的熱量大小或者產(chǎn)生速度是由它含的礦物質(zhì)成分所決定的。水泥中礦物質(zhì)成分主要是鋁酸三鈣、硅酸二鈣、硅酸三鈣以及鐵鋁酸四鈣。通過(guò)實(shí)際的考察，水泥越細(xì)軟散發(fā)熱量的速度就越快，所以在施工中，我們可以選擇火山灰水泥或者礦渣硅酸鹽水泥。大體積砼在施工操作需要的時(shí)間比較長(zhǎng)，短期內(nèi)不要向它進(jìn)行施工荷載，因此對(duì)大體積砼的質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)盡量延長(zhǎng)時(shí)間，這樣的做法充分發(fā)揮了砼后期的強(qiáng)度，同時(shí)減少水泥使用量。實(shí)踐計(jì)算如果m3 的砼減少40-60Kg的水泥用量，砼內(nèi)部的溫度可以降低4-6℃。

2.加入的成分或者外加劑。通過(guò)研究，對(duì)大體積的砼加入粉煤灰以后，可以大大提高它的密度，使它更加結(jié)實(shí)，抗?jié)B的能力也有所提高。另外，加入這種成分可以使它的收縮情況降低，水泥的用量也會(huì)減少，使內(nèi)部溫度上升的速度不會(huì)那么快，對(duì)控制它的開(kāi)裂現(xiàn)象是非常有效的措施。

外加劑的使用，比如UFA膨脹劑，它可以使砼產(chǎn)生適當(dāng)?shù)呐蛎洭F(xiàn)象，不僅增加砼的密實(shí)性而且使內(nèi)部產(chǎn)生壓力和拉應(yīng)力差距減小，減少裂縫的產(chǎn)生。

3.對(duì)骨料的控制。大體積砼在骨料上應(yīng)該選擇顆粒直徑比較大的而且強(qiáng)度比較高的。這樣的骨料可以減少砼內(nèi)的空隙和表面積，水泥的使用量也會(huì)減少，同時(shí)對(duì)水熱化溫度進(jìn)一步降低，減少收縮情況，因此，砼裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)幾率就很小。

4.優(yōu)化大體積砼的設(shè)計(jì)。大體積砼很少加入鋼筋或者不加入鋼筋，但是可以在容易發(fā)生裂縫的地方加入一些斜筋，使斜筋承擔(dān)一定的拉應(yīng)力，降低裂縫的嚴(yán)重性；在設(shè)計(jì)中，可以采用中強(qiáng)度水泥或者低強(qiáng)度水泥，在砼的后期強(qiáng)度作用下，減少裂縫的發(fā)生；對(duì)大體積砼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要注意結(jié)構(gòu)的約束度，盡量使結(jié)構(gòu)的約束度降低；如果砼中需要加入鋼筋，對(duì)鋼筋保護(hù)層的厚度選擇最小的，這樣可以降低裂縫的機(jī)率。

5.施工控制。大體積砼的施工，從生產(chǎn)到澆筑以及對(duì)它表面的保護(hù)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都非常重要，對(duì)裂縫的控制目標(biāo)就是減小砼內(nèi)部與外部的溫度差△T，會(huì)使用到的公式為。△T=Tp+Tr-Tf

在這個(gè)公式中，Tp代表對(duì)砼澆筑的溫度；Tr代表水泥水熱化的溫度；Tf代表冷卻以后的溫度。

在外部溫度比較高的情況下，首先，對(duì)大體積砼的施工一定要降低澆筑時(shí)候的溫度，可以用布將砂石蓋起來(lái)，阻擋陽(yáng)光的直接照射，砂石在施工之前可以用涼水噴灑以降低溫度。在攪拌的時(shí)候，可以加入冷水。這些方法都可以起到降低溫度的效果。其次，在砼的內(nèi)部不斷的注入冷水進(jìn)行循環(huán)，采用循環(huán)的方法達(dá)到保溫養(yǎng)護(hù)的效果，同時(shí)使內(nèi)部的熱量盡快散發(fā)。在砼表面也要用布進(jìn)行遮擋，以達(dá)到保溫保濕的目的，還可以減少由于濕度的突然變化或者溫度的突然下降引起的裂縫問(wèn)題。這種方法同時(shí)使水泥順利的進(jìn)行水熱化，保持內(nèi)外溫度差，防止開(kāi)裂現(xiàn)象。第三，對(duì)大體積砼的施工過(guò)程，要及時(shí)的了解內(nèi)部的溫度和表面溫度的變化數(shù)值，可以在砼內(nèi)安設(shè)一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，以便了解砼的溫度情況，溫差值最好控制在25℃，如果大于這個(gè)數(shù)值就要及時(shí)采取處理措施。

如果是外部氣溫比較低的情況下，要注意被凍的情況，此時(shí)要提高砼的澆筑溫度。特別是冬季的氣溫基本上都很低，砼的冷卻溫度也會(huì)非常低，往往不在標(biāo)準(zhǔn)的溫度以內(nèi)，滿足不了防止裂縫的施工要求。因此，在冬季進(jìn)行施工，對(duì)砼的澆筑溫度一定要控制在5-10℃之間，在進(jìn)行澆筑之前，可以使用制熱設(shè)備對(duì)砼接觸的冷壁進(jìn)行加熱，對(duì)使用的其它材料也進(jìn)行加熱。但是要注意溫度不要過(guò)高避免水分蒸發(fā)造成干燥，溫度不要大于75℃就可以。另外要注意的是在砼運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，要注意對(duì)其進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)措施以免溫度產(chǎn)生變化。

6.對(duì)裂縫的檢查和處理。對(duì)大體積砼的施工需要在每一個(gè)環(huán)節(jié)都認(rèn)真細(xì)心，對(duì)其裂縫的問(wèn)題要提前做好預(yù)防準(zhǔn)備。但是，目前采用的這些裂縫防止方法還不是很全面，在實(shí)際的施工中會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題或者原因，使砼出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。大體積砼的裂縫情況，一種是表面出現(xiàn)裂縫，這種裂縫對(duì)整體的結(jié)構(gòu)使用和整體耐力和應(yīng)力不會(huì)產(chǎn)生影響，一般不進(jìn)行修復(fù)工作；另一種是深層裂縫情況，對(duì)這種裂縫問(wèn)題可以采取鑿除的方法，通過(guò)使用風(fēng)鉆將裂縫去除，留下的斷面再進(jìn)行澆筑。如果裂縫比較深情況，需要在砼冷卻到正常溫度時(shí)，在裂縫的位置鋪設(shè)1層或者2層的鋼筋，然后再進(jìn)行澆筑。最后一種是比較嚴(yán)重的裂縫或者貫穿性的裂縫，如果裂縫的寬度大于0.6mm，可以采用水泥灌漿法，如果小于0.6mm可以采用化學(xué)灌漿法。

三、結(jié)論與建議

通過(guò)以上的闡述，我們知道大體積砼的裂縫問(wèn)題可能會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，尤其是高層建筑，在實(shí)際的操作中如果采取適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂?，及時(shí)了解天氣溫度，可以大大提高預(yù)防效果。同時(shí)需要施工人員或者操作人員在每一個(gè)環(huán)節(jié)做到認(rèn)真細(xì)心，不管是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、施工階段、材料選擇方面或者保溫養(yǎng)護(hù)階段都要綜合考慮各個(gè)方面的原因，及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，就會(huì)大大減少裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。雖然，目前我們采取的這些措施在實(shí)際的施工中還是不能完全避免砼裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，需要我們相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，早日解決這個(gè)問(wèn)題帶來(lái)的困擾。

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[2]王建峰 淺析影響砼裂縫的因素以及處理方法[J].山西建筑，2014（05）.

作者簡(jiǎn)介：尚建欣（1967-10—），男，平頂山市湛河區(qū)人，大專學(xué)歷，工民建專業(yè)。