如何做好大體積混凝土澆筑溫度控制及裂縫預(yù)防工作

趙丹

摘要：隨著我國(guó)建筑領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，各類新型技術(shù)已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑的施工環(huán)節(jié)。以大體積混凝土施工技術(shù)為例，能夠充分滿足高層建筑的施工需求，但其澆鑄環(huán)節(jié)中的溫度控制及防裂工作仍存在一定的缺陷。本文意在，以當(dāng)前我國(guó)建筑行業(yè)的大體積混凝土澆筑工作為例，對(duì)其溫度控制及裂縫預(yù)防情況進(jìn)行系統(tǒng)化分析，并提出具體的整改措施以供參考。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；澆筑；溫度控制；裂縫預(yù)防

新時(shí)期，社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，推動(dòng)了我國(guó)建筑行業(yè)的技術(shù)革新，新型大體積混凝土施工技術(shù)已逐步應(yīng)用于現(xiàn)代建筑施工環(huán)節(jié)。但值得注意的是，其澆筑環(huán)節(jié)的溫度控制難度較大且墻體開裂現(xiàn)象頻發(fā)，嚴(yán)重威脅了建筑居住者的生命財(cái)產(chǎn)安全，應(yīng)引起建筑領(lǐng)域的高度重視。

一、大體積混凝土溫度裂縫的成因

大體積混凝土在施工過程中產(chǎn)生裂縫的原因有很多，包括表面收縮、內(nèi)外溫差、外部荷載、鋼筋銹蝕等，其中，溫度裂縫是大體積混凝土裂縫控制的重點(diǎn)，下面主要闡述溫度裂縫產(chǎn)生的原因。

（一）內(nèi)外約束條件

基礎(chǔ)混凝土一般與地基整體澆筑在一起，當(dāng)溫度變化時(shí)，由于外部約束和內(nèi)部約束的存在，混凝土不能自由變形。混凝土澆筑之后早期溫度上升時(shí)，產(chǎn)生的膨脹變形受到地基土約束面產(chǎn)生壓應(yīng)力，此時(shí)混凝土的彈性模量很小，徐變和應(yīng)力松弛卻較大，與基層連接也不太牢固，從而壓應(yīng)力較小?；炷帘砻鏈囟认陆递^快，受溫差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和內(nèi)部約束的影響，混凝土表面會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。因此，混凝土內(nèi)部熱量積聚產(chǎn)生熱膨脹，靠近中心產(chǎn)生壓應(yīng)力，遠(yuǎn)離中心產(chǎn)生拉應(yīng)力，若產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，會(huì)出現(xiàn)垂直裂縫。當(dāng)內(nèi)外溫差小于25℃，產(chǎn)生的裂縫幾率較低。因此，降低混凝土內(nèi)外溫差和改善約束條件，是防止混凝土產(chǎn)生裂縫的重要措施。

（二）澆筑過程中水分蒸發(fā)

一般情況下，造成裂縫的主要原因通常是混凝土在澆筑工作完成與開始混凝土養(yǎng)護(hù)工作的時(shí)間間隔較長(zhǎng)，混凝土內(nèi)部原有的水分大規(guī)模蒸發(fā)，從而引發(fā)大規(guī)模的混凝土裂縫現(xiàn)象，就像土地如果干旱缺水也同樣會(huì)造成大地干裂?；炷帘砻嫠终舭l(fā)速度較快，而其內(nèi)部的水分卻消耗較少，表面與內(nèi)部就會(huì)形成一種拉力，從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。裂縫如果進(jìn)一步擴(kuò)大通常會(huì)對(duì)整體建筑造成深淵的影響，如當(dāng)混凝土材設(shè)施表面發(fā)生大規(guī)模裂縫后再進(jìn)行后期維修保養(yǎng)，期表面開裂現(xiàn)象雖然能夠得到妥善解決，但混凝土的滲透性有所提升，外部的水分會(huì)更容易滲透進(jìn)混凝土中，對(duì)混凝土的抗壓能力與水平承重性能造成嚴(yán)重的損害。引發(fā)大體積混凝土干開裂外界因素較多，但其主要成因在于其自身構(gòu)造與成分。如果立面的水泥、石灰、外加劑等成分混合配比失衡，也會(huì)導(dǎo)致混凝土的大規(guī)模裂縫。

（三）混凝土內(nèi)外溫差失衡

一般而言，大體積的混凝土內(nèi)部溫度的揮發(fā)性較強(qiáng)，當(dāng)水泥水化過程內(nèi)部溫度驟增，與外部環(huán)境的溫差較大。對(duì)于小體積的混凝土而言，其內(nèi)部分度揮發(fā)較慢，內(nèi)部與外部的溫差能夠相對(duì)平衡，產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象的概率較低；而大體積混凝土的表層面積較大，內(nèi)部熱量散發(fā)較快當(dāng)表面散熱過快，短時(shí)間內(nèi)熱量迅速揮發(fā)，致使其內(nèi)外溫差較大，混凝土的表面與內(nèi)部會(huì)發(fā)生撕扯，此時(shí)混凝土的表面極易產(chǎn)生大規(guī)模裂縫現(xiàn)象。除此以外，當(dāng)混凝土的存放環(huán)境溫度較低時(shí)，施工人員并未進(jìn)行加熱處理而直接投入澆筑工作，由于熱脹冷縮，冰冷的混凝土表面與內(nèi)部的高溫形成巨大的溫差，也會(huì)造成混凝土開裂現(xiàn)象。

二、整改措施

（一）選取合理的建材

（1）如果想有效降低混凝土裂縫發(fā)生的概率，首先，應(yīng)在材料選擇環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)化分析。選取質(zhì)量達(dá)標(biāo)的建材，并按照行業(yè)施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各類材料的調(diào)和；以上述混凝土混合物作為建材，其優(yōu)越性在于，避免了傳統(tǒng)混凝土施工中將中低熱水泥與粉煤灰水泥的混合使用而引發(fā)的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)問題。其次，對(duì)混凝土干縮影響大的就是水灰比。一般而言，若選取的混凝土水灰比越大，那么混凝土的干縮程度也就會(huì)越嚴(yán)重，其二者之間呈正比例關(guān)系。為了避免此類情況的發(fā)生，應(yīng)降低水灰比比值并適當(dāng)增加減水劑用量。然后，在混凝土加水?dāng)嚢璧沫h(huán)節(jié)，水量不能超過前期規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，這需要施工人員在混凝土攪拌過程中仔細(xì)觀察要注入的水量。最后，加強(qiáng)混凝土施工后的養(yǎng)護(hù)工作，混凝土設(shè)施在前期施工環(huán)節(jié)極易出現(xiàn)開裂，此時(shí)應(yīng)酌情進(jìn)行加水處理，保持混凝土的濕潤(rùn)性，從根源處杜絕混凝土開裂現(xiàn)象。

（2）細(xì)骨料宜采用細(xì)度模數(shù)大于2.3的中砂，含泥量不應(yīng)大于3%。粗骨料宜選用連續(xù)級(jí)配，粒徑5～31.5mm，含泥量不應(yīng)大于1%。一方面應(yīng)盡量使用高強(qiáng)度骨料，另一方面砂率和坍落度應(yīng)盡量選用較小數(shù)值，以減小孔隙率，避免裂縫產(chǎn)生。

（二）降溫處理

在混凝土內(nèi)部預(yù)埋水管，當(dāng)大體積混凝土澆筑后，通過冷水進(jìn)出，可有效降低混凝土內(nèi)部溫度。冷卻水管通常采用鋼管、鋁管、聚乙烯塑料管等比較耐熱耐腐蝕的材料。施工單位應(yīng)結(jié)合實(shí)際條件，選擇合適的降溫水管。在混凝土澆筑之前，為了防止出現(xiàn)意外情況，先進(jìn)行通水試壓，管道顯示密閉良好，通水順暢，再進(jìn)行下一步工序。大體積混凝土對(duì)溫度很敏感，混凝土澆筑之后要密切關(guān)注混凝土溫度變化情況，將混凝土實(shí)際溫度控制在合理范圍之內(nèi)。冷卻水在混凝土澆筑至水管高程后立即循環(huán)，混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃內(nèi)，水溫3～4h監(jiān)測(cè)一次，測(cè)量進(jìn)、出水口溫度，一般出水口溫度較進(jìn)水口溫度高5～6℃，應(yīng)持續(xù)到澆筑完7d以后。指派專業(yè)技術(shù)人員，設(shè)置溫度檢測(cè)點(diǎn)，做好標(biāo)記方便以后使用，收集混凝土溫度變化數(shù)據(jù)，將檢測(cè)的數(shù)據(jù)繪制成溫度變化曲線進(jìn)行對(duì)比，以便采取有效措施，降低或保護(hù)混凝土溫度。冷卻完畢后，冷卻管壓入同強(qiáng)度的水泥漿，水泥漿中加入微膨脹劑。

（三）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

混凝土二次抹平之后，應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)并覆蓋毛毯及塑料薄膜保溫，防止水分過分蒸發(fā)，造成表面裂縫。將混凝土每天降溫速率控制在2.0℃/d范圍內(nèi)，混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于20℃，保濕養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間不得少于14d。墻、電梯基坑等位置，安裝豎向模板保持混凝土形狀，成形7天以后拆模，注意檢查整個(gè)混凝土成形的情況，查看是否有裂縫和歪斜情況出現(xiàn)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，造成大體積混凝土建筑開裂的現(xiàn)象的主要原因在于其內(nèi)外溫差較大，表面水分情況嚴(yán)重且養(yǎng)護(hù)工作缺乏專業(yè)性。因此，建筑行業(yè)在實(shí)際施工環(huán)節(jié)應(yīng)著重加強(qiáng)混凝土澆筑的溫度控制工作；根據(jù)前期規(guī)劃的施工圖紙進(jìn)行材料選取，并對(duì)多種材料進(jìn)行有機(jī)配比，充分發(fā)揮混凝土的最優(yōu)性能，完善混凝土施工后的保養(yǎng)工作；逐步提升大體積混凝土技術(shù)的施工水平，以保障建筑整體安全性與穩(wěn)定性作為首要前提，增強(qiáng)建筑行業(yè)的綜合技術(shù)水平。

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