建筑工程中大體積混凝土施工裂縫成因及控制措施

王龍 張利利

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和建筑工程技術(shù)的發(fā)展，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，大型現(xiàn)代化構(gòu)筑物不斷增多，導(dǎo)致大體積混凝土工程也越來(lái)越多。但是大體積混凝土施工很容易造成表面產(chǎn)生收縮裂縫等現(xiàn)象。大體積混凝土在施工期間出現(xiàn)的裂縫數(shù)量及危害程度都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的裂縫，因此裂縫控制是大體積混凝土施工質(zhì)量的控制關(guān)鍵。本文分析了大體積混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因，并針對(duì)成因提出了控制措施。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；施工裂縫；成因控制

一、建筑工程中大體積混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因

（一）溫度應(yīng)力裂縫

（1）由于溫差較大引起的，大體積混凝土多采用高強(qiáng)混凝土，水泥用量大，水泥水化反應(yīng)過(guò)程中釋放大量熱量，又因混凝土尺寸較大，混凝土內(nèi)部溫度不斷上升，而表面溫度較低，內(nèi)部與表面混凝土形成較大溫差，內(nèi)部膨脹大于外部，在混凝土表面受到很大的拉應(yīng)力，早期混凝土抗拉強(qiáng)度較低，當(dāng)溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

（2）各種結(jié)構(gòu)在變形過(guò)程中受到外界的約束引起的，當(dāng)大體積混凝土基礎(chǔ)澆灌在堅(jiān)硬地基或厚大的老混凝土墊層上時(shí)，沒(méi)有采取降低和放松約束的措施，將會(huì)在混凝土內(nèi)部引起很大的拉應(yīng)力，易發(fā)生深進(jìn)，直至貫穿性溫度裂縫。

（二）收縮裂縫

收縮有很多種，包括干燥收縮、塑性收縮、自身收縮、碳化收縮等等。這里主要介紹干燥收縮和塑性收縮。

（1）干燥收縮。混凝土硬化后，在干燥的環(huán)境下，混凝土內(nèi)部的水分不斷向外散失，引起混凝土由外向內(nèi)的干縮變形裂縫。

（2）塑性收縮。在水泥活性大、混凝土溫度較高，或在水灰比較低的條件下會(huì)加劇引起開(kāi)裂。因?yàn)檫@時(shí)混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發(fā)的水分不能及時(shí)得到補(bǔ)充，這時(shí)混凝土尚處于塑性狀態(tài)，稍微受到一點(diǎn)拉力，混凝土的表面就會(huì)出現(xiàn)分布不均勻的裂縫，出現(xiàn)裂縫以后，混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進(jìn)一步加大，于是裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。

二、建筑工程中大體積混凝土施工裂縫的控制措施

（一）嚴(yán)格控制混凝土的組成材料

大體積混凝土一般都是采用商品混凝土和泵送工藝澆筑，泵送商品混凝土對(duì)原材料的技術(shù)指標(biāo)要求很高。

（1）水泥品種的選擇。由于溫差主要是由水化熱產(chǎn)生的，所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱，為了降低水化熱，要盡量采取早期水化熱低的水泥，為了減少水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和C3S的含量。選用低水化熱、低收縮的水泥，如抗硫酸鹽水泥、粉煤灰水泥、礦渣水泥，而不要采用早強(qiáng)型水泥。

（2）減少水泥用量。為了減少水泥用量，降低水化熱并提高和易性，我們可以把部分水泥用粉煤灰代替，由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行二次反應(yīng)，可以取代部分水泥，從而減少水泥用量，降低混凝土的熱脹。

（3）粗細(xì)骨料的選擇。盡量擴(kuò)大粗骨料的粒徑，因?yàn)榇止橇狭皆酱?，?jí)配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，對(duì)防止裂縫的產(chǎn)生有利。宜采用級(jí)配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因?yàn)槠淇紫堵市?，總表面積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少。

（二）優(yōu)化混凝土的施工過(guò)程

混凝土的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，這是混凝土容易開(kāi)裂的內(nèi)在因素。普通混凝土極限拉伸離散性很大，因此在施工中必須創(chuàng)造條件，確?；炷辆鶆蛎軐?shí)。混凝土坍落度各車(chē)不要有大的差異，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)沉后采取二次抹面壓實(shí)措施?；炷翝补鄷r(shí)，攪拌車(chē)在卸料前，要求高速運(yùn)轉(zhuǎn)一分鐘，確保進(jìn)入泵車(chē)受料斗的混凝土質(zhì)量均勻。

在澆筑混凝土過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)的施工線路實(shí)施澆筑。禁止閑散人員在鋼筋上部停留。澆筑施工人員不應(yīng)在鋼筋上部無(wú)序走動(dòng)。采用雙層鋼筋網(wǎng)時(shí)，在上下層鋼筋網(wǎng)片之間應(yīng)設(shè)置足夠的支撐用鋼筋撐腳，以保證鋼筋位置正確。在澆筑線路上，鋪設(shè)臨時(shí)操作腳手板。所有澆筑人員的工作原則上均應(yīng)在腳手板上完成，以減少對(duì)鋼筋網(wǎng)的踩踏次數(shù)。臨時(shí)腳手板隨澆筑區(qū)域的轉(zhuǎn)移而移動(dòng)。

（三）加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)

在盡量減小混凝土內(nèi)部溫升的前提下，大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)關(guān)鍵工作，必須切實(shí)做好。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度條件，保溫的目的有兩個(gè)，一是減小混凝土表面的熱擴(kuò)散，減小混凝土表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫；二是延長(zhǎng)散熱時(shí)間，充分發(fā)揮混凝土強(qiáng)度的潛力和材料松馳特性，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。此外，大體積混凝土除要求強(qiáng)度外，還必須防止內(nèi)外溫差太大而引起裂縫。

三、結(jié)語(yǔ)

大體積混凝土的開(kāi)裂是目前學(xué)者和工程界關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題，通過(guò)以上分析可知，大體積混凝土的材料型裂縫主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的，筆者認(rèn)為精心選擇原材料，并在施工中采用合理的方法，能有效地防止裂縫的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

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