大體積混凝土施工中的裂縫成因及預(yù)防對(duì)策

朱兆明

（山東省路橋集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250021）

大體積混凝土是現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目中常用的施工技術(shù)，其施工質(zhì)量將直接關(guān)系到建筑工程整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。然而大體積混凝土往往會(huì)受其本身特性以及施工技術(shù)等因素的影響，而出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，使大體積混凝土的整體性受到了破壞，并造成大體積混凝土的強(qiáng)度下降，給建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性帶來了隱患。因此施工單位應(yīng)全面分析大體積混凝土的裂縫成因，并針對(duì)其影響因素采取相應(yīng)的預(yù)防措施，以減少裂縫產(chǎn)生的概率，提高大體積混凝土的施工質(zhì)量和效率，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固。

1 大體積混凝土施工中的裂縫成因分析

在建筑工程的施工建設(shè)中，造成大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的因素十分復(fù)雜，裂縫的種類及成因也各不相同，因此需要進(jìn)行全面的分析，這樣才能為采取相應(yīng)的預(yù)防措施提供準(zhǔn)確的判斷依據(jù)，從而保證建筑工程整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

1.1 大體積混凝土體積收縮而產(chǎn)生裂縫

大體積混凝土在施工中由于熱量的不斷散失，其體積會(huì)出現(xiàn)明顯的收縮現(xiàn)象，這會(huì)使大體積混凝土內(nèi)部產(chǎn)生相應(yīng)的收縮應(yīng)力，而當(dāng)混凝土強(qiáng)度小于收縮應(yīng)力時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土有裂縫產(chǎn)生。大體積混凝土產(chǎn)生收縮現(xiàn)象的影響因素比較復(fù)雜，例如用水量未達(dá)到施工要求以及水泥質(zhì)量性能等因素都有可能造成裂縫的形成。

1.1.1 自身收縮

大體積混凝土中的水泥發(fā)生水化作用時(shí)，其水化熱會(huì)對(duì)水分造成大量的消耗，而隨著水泥使用量的增加，大體積混凝土就會(huì)產(chǎn)生更加明顯的收縮現(xiàn)象。

1.1.2 塑性收縮

大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的另一重要原因就是混凝土所產(chǎn)生的塑性收縮。當(dāng)混凝土處于凝結(jié)狀態(tài)下時(shí)，其塑性表現(xiàn)比較明顯并進(jìn)而產(chǎn)生收縮現(xiàn)象[1]。此外，當(dāng)攪拌混凝土?xí)r，混合料的表面會(huì)在蒸發(fā)作用下散失水分，一旦其內(nèi)部水遷移的速度低于失水速度時(shí)，會(huì)有在混凝土內(nèi)部形成負(fù)壓，并造成混凝土產(chǎn)生塑性收縮裂縫。

1.2 大體積混凝土溫度變化而產(chǎn)生裂縫

當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生較大幅度的變化時(shí)，大體積混凝土?xí)a(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象。而隨著溫差的加大，大體積混凝土內(nèi)部參數(shù)的溫度應(yīng)力也會(huì)相應(yīng)地增加，并最終導(dǎo)致大體積混凝土有裂縫出現(xiàn)。

1.3 大體積混凝土由于水化熱而產(chǎn)生裂縫

大體積混凝土混合料中所摻加的水泥會(huì)與水產(chǎn)生水化反應(yīng)并釋放出熱量。當(dāng)水泥的用量過大時(shí)，其所產(chǎn)生的水化熱的熱量也會(huì)隨之增加。水化熱的大量釋放會(huì)明顯提高大體積混凝土的內(nèi)部溫度，如果此時(shí)大體積混凝土外部環(huán)境溫度相對(duì)較低，較大的混凝土的內(nèi)外溫差就會(huì)造成混凝土構(gòu)件表面有裂縫形成[2]。而內(nèi)外溫差正是大體積混凝土出現(xiàn)裂縫主要成因之一，一旦拉應(yīng)力大于大體積混凝土的強(qiáng)度，裂縫就會(huì)在混凝土構(gòu)件表面形成。

2 預(yù)防大體積混凝土施工產(chǎn)生裂縫的有效對(duì)策

一般來說，在施工實(shí)踐中造成大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的最主要的原因就是溫度的大幅度變化，造成大體積混凝土產(chǎn)生較大的應(yīng)力，并進(jìn)而出現(xiàn)變形以及裂縫的情況，因此施工單位應(yīng)在澆筑施工以及后期的養(yǎng)護(hù)作業(yè)中重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)溫度的控制。

2.1 大體積混凝土混合料的合理選擇

大體積混凝土施工中產(chǎn)生裂縫與其混合料原材料的質(zhì)量性能以及配比具有密切的關(guān)系，因此施工單位應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求合理選擇原材料，并對(duì)其指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測。在選擇水泥時(shí)，為了降低其水化作用后多產(chǎn)生的熱量，應(yīng)在保證水泥的強(qiáng)度等級(jí)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上盡量選擇低水化熱類型的水泥，以避免大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。另外可以選擇一些活性材料來減少水泥的使用量，從而控制水化熱的產(chǎn)生。同時(shí)還可以采取在水泥中添加硅灰或者礦粉材料的方式來提高其強(qiáng)度以及密度[3]。適量摻入外加劑也是降低混凝土凝固速度、減少水化熱產(chǎn)生的有效途徑，這樣就可以達(dá)到避免大體積混凝土產(chǎn)生收縮裂縫。在施工實(shí)踐中可以根據(jù)混凝土的配制量來摻入施工的礦渣或者粉煤灰要注意的是應(yīng)將混合料中所含鋁酸三鈣的百分比控制在8%以下，以保證混凝土的抗?jié)B能力符合設(shè)計(jì)要求。

2.2 提高大體積混凝土的澆筑施工質(zhì)量

專業(yè)技術(shù)人員對(duì)混凝土的攪拌作業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，以確?；炷粱旌狭吓浔鹊臏?zhǔn)確性，并將水泥用量控制在合理范圍內(nèi)。在澆筑施工時(shí)應(yīng)合理選擇澆筑方式，并嚴(yán)格遵守澆筑施工的操作規(guī)程和施工要求。在大體積混凝土施工中應(yīng)采取分層的施工方式來開展?jié)仓鳂I(yè)，并嚴(yán)格控制每層的澆筑的厚度。采取分層澆筑的施工方式能夠有效降低混凝土內(nèi)部的熱量，避免溫度的明顯上升。此外，施工單位應(yīng)對(duì)澆筑施工時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通常一次澆筑的時(shí)間應(yīng)控制在30分鐘以內(nèi)。

2.3 加強(qiáng)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)工作

在完成大體積混凝土的澆筑施工后，應(yīng)及時(shí)采用塑料薄膜等材料對(duì)大體積混凝土進(jìn)行覆蓋，以達(dá)到保溫保濕的目的，防止大體積混凝土產(chǎn)生明顯的內(nèi)外溫差引起裂縫的形成。在養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)對(duì)混凝土的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，其每天內(nèi)外溫差應(yīng)控制在20 ℃以內(nèi)，而降溫幅度則應(yīng)控制在3 ℃以內(nèi)[4]。在控制大體積混凝土溫度時(shí)應(yīng)根據(jù)施工季節(jié)以及氣溫的不同而采用相應(yīng)的控制方式。例如在夏季進(jìn)行大體積混凝土的施工時(shí)，施工人員應(yīng)盡量選擇在一天中的早晚時(shí)段以及夜間來進(jìn)行澆筑作業(yè)，并根據(jù)溫度的實(shí)際變化采取摻加冷水等方式來降低溫度。而如果是在冬季進(jìn)行大體積混凝土的澆筑作業(yè)時(shí)，則應(yīng)采取相應(yīng)的保濕保溫措施，可以通過覆蓋方式來控制溫差幅度。

2.4 大體積混凝土施工中其他裂縫控制措施

2.4.1 嚴(yán)格控制大體積混凝土的溫度

大體積混凝土施工對(duì)于溫度變化有較高的要求，因此當(dāng)發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部溫度出現(xiàn)明顯的上升時(shí)，施工人員應(yīng)采取水管冷卻的方式來進(jìn)行降溫，以防止大體積混凝土有裂縫出現(xiàn)。在施工中要選擇質(zhì)量性能比較好的水管，避免其被腐蝕損壞。

2.4.2 加強(qiáng)初凝前的抹壓施工

大體積混凝土施工中，應(yīng)對(duì)鋼筋插入位置進(jìn)行充分的振搗，同時(shí)在混凝土完成初凝前要進(jìn)行均勻地抹壓，以降低初期裂縫的產(chǎn)生概率，使大體積混凝土增強(qiáng)其抗壓能力。

3 結(jié)語

在大體積混凝土的施工中，為了有效控制裂縫的產(chǎn)生，施工單位應(yīng)全面了解施工區(qū)域的環(huán)境溫度以及相關(guān)的氣候條件等因素，提高大體積混凝土混合料配比的合理性，并嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量性能。在施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)大體積混凝土澆筑作業(yè)的質(zhì)量控制，實(shí)時(shí)監(jiān)測大體積混凝土在施工過程中的內(nèi)外溫度變化情況，并采取相應(yīng)的降溫或者保溫措施，減小溫度變化幅度。同時(shí)還要做好后續(xù)的養(yǎng)護(hù)工作，確保大體積混凝土的施工質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而確保建筑工程整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。