建筑工程大體積混凝土澆筑的裂紋成因及控制探微

【摘要】在建筑工程建設(shè)中，大體積混凝土施工復(fù)雜，易受到水泥溫度裂縫的影響。在建筑工程實(shí)施過程中混凝土的抗裂技術(shù)的應(yīng)用是特別重要的。好的混凝土技術(shù)會很好地解決在建筑工程實(shí)施過程中混凝土出現(xiàn)裂縫的問題。如何更好的使用混凝土抗裂技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用已成為所有項(xiàng)目實(shí)施者面臨的問題。本文根據(jù)筆者工作實(shí)踐，對建筑工程大體積混凝土澆筑的裂紋成因及控制進(jìn)行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；大體積；混凝土；裂紋；控制

近年來，建筑工程建設(shè)發(fā)展十分迅速，而在一些高層、超高層建筑中大體積混凝土的應(yīng)用也日益增多?；诖篌w積混凝土的特點(diǎn)，比如體積比較大，厚度比較厚等，在實(shí)際的施工過程中往往存在著一定的技術(shù)難點(diǎn)，如比較容易出現(xiàn)泌水、裂縫等問題，而裂縫的問題尤為常見，困擾著施工技術(shù)人員。因而，有效的控制混凝土的裂縫對保證大體積混凝土的施工質(zhì)量顯得特別重要。本文就因溫度應(yīng)力導(dǎo)致的混凝土裂縫應(yīng)采取的技術(shù)措施做如下論述。

1、大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因在

大體積混凝土澆筑完成以后，在混凝土內(nèi)部，水泥水化作用產(chǎn)生的熱量就使得其內(nèi)部的溫度逐漸升高，一般在3d～5d的時間內(nèi)溫度就達(dá)到最高值。由于大體積混凝土厚度較大，導(dǎo)致其水泥水化過程中產(chǎn)生的熱量很難散發(fā)，致使大體積混凝土內(nèi)部的溫度會比較高，而混凝土的外部與空氣接觸，散熱較快，這樣混凝土就會出現(xiàn)較大的內(nèi)外溫差，而在這種溫差作用下，內(nèi)外部就出現(xiàn)了作用力相反的力。當(dāng)混凝土的內(nèi)外溫差超過25℃以后，大體積混凝土的表面就會出現(xiàn)裂縫。而在混凝土的內(nèi)部溫度逐漸降低以后，基于熱脹冷縮原理，混凝土就會出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，收縮會產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，而當(dāng)拉應(yīng)力超過了混凝土自身的抗拉強(qiáng)度時，混凝土自然就出現(xiàn)了開裂的現(xiàn)象。

2、大體積混凝土減少溫度裂縫的措施

2.1 原材料控制措施

1）水泥產(chǎn)生的水化熱導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度的上升，所以在配置大體積混凝土?xí)r，盡可能選用低水化熱或中水化熱水泥。水化熱與水泥礦物成分、細(xì)度、摻入的外加劑品種、數(shù)量、水泥品種及混合材料有關(guān)，所以大體積混凝土優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽水泥和粉煤類硅酸鹽水泥。另外可以利用混凝土的后期強(qiáng)度（90d～180d）以降低水泥用量，水泥用量降低了自然也就減少了水化熱，試驗(yàn)證明每加減10kg水泥，水化熱產(chǎn)生的溫度會相應(yīng)增減1℃，水化熱與水泥用量成正比。在條件許可的情況下，還可以選用一些收縮性小的或具有微膨脹性的水泥，因?yàn)檫@種水泥在水化過程中的膨脹可產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，而這種預(yù)壓應(yīng)力則會部分抵消溫度徐變應(yīng)力，減少了混凝土內(nèi)的拉應(yīng)力，提高了混凝土的抗裂能力。2）在大體積混凝土配制過程中適量摻加粉煤灰。粉煤灰作為工業(yè)廢料，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中，在混凝土中摻加粉煤灰可以代替部分水泥或細(xì)骨料，這樣不僅降低了工程成本、提高了混凝土的和易性以及不透水、氣性、抗硫酸鹽性能和耐化學(xué)侵蝕性能、改善了混凝土的耐高溫性能、減輕顆粒分離和析水現(xiàn)象，還能降低水化熱、減少混凝土的收縮和開裂。3）在配制大體積混凝土?xí)r選擇級配良好的骨料。骨料在大體積混凝土中所占比例最大，一般可以達(dá)到混凝土絕對體積的80%，因此骨料的選擇就顯得尤為重要。骨料應(yīng)選擇線膨脹系數(shù)小、彈性模量低、表面清潔無浮層、級配良好的骨料。一般粒徑4mm～40mm的粗骨料，應(yīng)盡量采用中粗砂，且應(yīng)嚴(yán)格控制砂、石子的含泥量。另外在混凝土中摻加緩凝劑，可以減緩混凝土的凝結(jié)速度，以利于散熱。此外條件允許時還可以考慮在大體積混凝土中摻加堅(jiān)硬的、沖洗干凈的、規(guī)格為150mm～300mm的大塊石，摻加大塊石一方面減少了混凝土總用量，降低了水化熱，另一方面石塊本身也吸收了部分熱量，使水化熱能進(jìn)一步降低，這對減少因水化熱導(dǎo)致的溫度裂縫效果明顯。4）在配制大體積混凝土?xí)r適當(dāng)加入高效減水劑和引氣劑，這樣可以減少大體積混凝土用水量和膠凝材料的用量，對改善混凝土的工作性能，提高了大體積混凝土的抗裂縫性能起著極為重要的作用。

2.2 施工方法控制措施

1）控制水泥配合比?；炷猎牧铣怂唷⑺膺€包括砂石和外加劑，將所有原材料按照一定比例進(jìn)行混合，均勻拌合后形成混合料。且合適的配合比，還能控制混凝土溫度，使其可以達(dá)到良好的施工狀態(tài)。2）在混凝土中埋設(shè)冷水管。選擇用內(nèi)徑30mm且導(dǎo)熱性能良好的鋼管作為冷水管，埋設(shè)時要求其水平、豎直間距維持在1m，并且在下層混凝土埋設(shè)一層水管，上層根據(jù)混凝土厚度埋設(shè)水管，每層水管要保持0.9m間距，在水管內(nèi)部通循環(huán)冷水或冷氣，降溫速度不應(yīng)超過0.5℃/h～1.0℃/h。另外，為提高溫度控制準(zhǔn)確性，還應(yīng)配置電阻式測溫計(jì)，對承臺內(nèi)預(yù)定控制點(diǎn)混凝土實(shí)際溫度進(jìn)行測量，將獲取的數(shù)據(jù)作為下一步控制措施實(shí)施的依據(jù)。此外，還應(yīng)注意要加強(qiáng)混凝土的澆灌振搗，提高密實(shí)度。盡量采用兩次振搗技術(shù)，改善了混凝土強(qiáng)度，提高抗裂性。3）降低入倉溫度。提前對骨料進(jìn)行預(yù)冷處理，如骨料采用堆高的方式處理，并設(shè)置遮陽棚，避免其直接受到陽光照射。同時，還需要加快混凝土運(yùn)輸與入倉速度，縮短混凝土在環(huán)境中暴露時間，避免其在運(yùn)輸與澆筑階段溫度回升。另外在泵送混凝土?xí)r，白天要覆蓋保溫材料，延長混凝土溫度回升時間。4）表面保溫養(yǎng)護(hù)。在混凝土全部澆筑完成后需要對其進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，蓄水深度為25cm，下層養(yǎng)護(hù)時間為6d，上層養(yǎng)護(hù)時間為8d。其中，所用養(yǎng)護(hù)水應(yīng)為冷卻水管內(nèi)水，控制混凝土表面溫，且在完成蓄水養(yǎng)護(hù)處理后，還需采取常規(guī)措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

結(jié)語：

通過從混凝土原材料和施工方法上采取措施，對提高混凝土結(jié)構(gòu)施工效果，減少溫度裂縫產(chǎn)生具有重要意義。在我國，建筑工程的實(shí)施不僅是國家大事，也是密切與人民生活的發(fā)展聯(lián)系在一起。但如果在建筑工程實(shí)施過程中存在問題就可能會給人們的生活帶來巨大的危害。而混凝土的質(zhì)量會直接影響到建筑工程完成的質(zhì)量，所以我們應(yīng)該嚴(yán)格對混凝土施工過程控制，防止出現(xiàn)不可修復(fù)的裂縫，使項(xiàng)目無法完成。我們應(yīng)加強(qiáng)對混凝土抗裂性能的研究，它可以很好地應(yīng)用于建筑工程。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜維琦.淺談大體積混凝土施工措施[J].化工管理，2013，18：51.