工程施工中大體積混凝土裂縫的控制

耿強(qiáng)

【摘 要】在建筑工程生產(chǎn)過程中，混凝土施工是十分重要的環(huán)節(jié)，裂縫的產(chǎn)生會對混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度、耐久性產(chǎn)生影響，進(jìn)而降低建筑物結(jié)構(gòu)的整體抵抗能力。大體積混凝土因其體積較大容易造成內(nèi)外溫差過大而產(chǎn)生裂縫，如何控制裂縫的發(fā)展，避免其成為具有破壞性的貫穿縫和深層裂縫是建筑施工中的一大難題。本文簡要分析了建筑施工中大體積混凝土裂縫的成因，著重探討了針對大體積混凝土裂縫行之有效的控制方法和手段，旨在為建筑工程中大體積混凝土裂縫的預(yù)防和控制提供理論參考。

【關(guān)鍵詞】大體積；混凝土；施工；裂縫；控制措施

混凝土是一種非均質(zhì)的脆性材料，由砂石骨料、水泥、水和其他的外加材料混合而成，是建筑工程中非常重要的建筑材料?；炷劣捎谑懿牧献陨硖匦院褪┕さ戎T多因素影響，硬化后易形成一些微孔和氣穴、微裂縫等，如不進(jìn)行有效控制，將會對混凝土質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重危害，進(jìn)而影響建筑結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量、耐久性及使用安全。大體積混凝土因其體積較大，更易因凝膠材料水化引起溫度變化和收縮而產(chǎn)生有害裂縫，從而直接影響建筑物的使用安全和耐久運(yùn)行，因此必須要采取一定的控制措施來預(yù)防和處理施工過程中可能產(chǎn)生的大體積混凝土裂縫。

一、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土裂縫的產(chǎn)生原因是多樣且復(fù)雜的，往往是由多種因素綜合形成。根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，總體而言可分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩大類。結(jié)構(gòu)性裂縫是由各種外部荷載引起的裂縫，也稱荷載裂縫，其包括由外部荷載的直接應(yīng)力引起的裂縫和在外部荷載作用下結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫。非結(jié)構(gòu)性裂縫是由各種變形、變化引起的裂縫，其包括溫差、干縮濕脹和不均勻沉降等因素引起的裂縫。從國內(nèi)外研究資料和大量的工程實(shí)踐分析，絕大部分混凝土裂縫的產(chǎn)生可劃歸為非結(jié)構(gòu)性裂縫。此外，混凝土裂縫的形成還受到建筑設(shè)計(jì)、混凝土材料自身特性和配合比等因素的影響。因此，常見混凝土裂縫可分為溫度裂縫、收縮裂縫、沉降裂縫等三大類。

根據(jù)我國《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》GB50496-2018對于大體積混凝土的定義：混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，稱之為大體積混凝土。通常情況下，大體積混凝土在澆注過程中會出現(xiàn)混凝土內(nèi)部中心溫度較高而外表面溫度較低的現(xiàn)象，內(nèi)外部溫差過大會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，內(nèi)外部會在硬化的不同階段形成拉應(yīng)力，一旦拉應(yīng)力超過混凝土的承受極限，勢必會引起混凝土裂縫的產(chǎn)生。

二、建筑施工中大體積混凝土裂縫的控制方法探究

大體積混凝土裂縫的控制是一項(xiàng)非常重要的系統(tǒng)性工作，需要在混凝土配合比設(shè)計(jì)、施工工藝和切縫、養(yǎng)護(hù)等諸多環(huán)節(jié)進(jìn)行有效控制，應(yīng)盡可能避免施工中大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2.1做好施工前設(shè)計(jì)，預(yù)防裂縫產(chǎn)生

建筑施工前設(shè)計(jì)的不合理通常也是導(dǎo)致大體積混凝土裂縫形成的一大因素。因此，在施工前的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備工作中，一定要做好相應(yīng)的防治措施。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要慎重處理，要合理配置構(gòu)造鋼筋以應(yīng)對結(jié)構(gòu)變形余地不足的狀況，預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。同時(shí)，要盡可能的避免結(jié)構(gòu)斷面突變進(jìn)而引發(fā)的應(yīng)力集中，如若難以避免，要首先考慮構(gòu)造配筋和補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)等手段。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中除了要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，也要注意對交叉作業(yè)時(shí)間安排的合理性。

2.2選擇合理混凝土材料和配合比控制裂縫產(chǎn)生

混凝土是由砂石骨料、水泥、水和其他的外加劑混合而成的，原料質(zhì)量的控制是保證混凝土質(zhì)量的前提。一般大體積混凝土宜選用中低強(qiáng)度的混凝土，強(qiáng)度等級在C20-C35之間較為合適。其次，混凝土的配合比也是影響混凝土裂縫產(chǎn)生的一大因素。要合理設(shè)計(jì)、嚴(yán)格控制混凝土的配合比，避免水灰比、水泥用量和砂率過大等情況，在骨料的選擇上盡可能擴(kuò)大粗骨料的粒徑，盡量選擇低熱水泥，這是提高混凝土抗拉強(qiáng)度的關(guān)鍵，也是盡可能減小混凝土內(nèi)外溫差的措施，對于減少裂縫的產(chǎn)生具有重要作用。另外，還可以采取摻加粉煤灰或者高效減水劑等措施，盡可能減少混凝土的自身體積收縮情況，有效控制大體積混凝土裂縫。

2.3強(qiáng)化混凝土澆搗工作減少裂縫產(chǎn)生

混凝土澆搗環(huán)節(jié)的有效控制是減少裂縫產(chǎn)生的重要環(huán)節(jié)，如澆搗工作沒有做到位，裂縫的產(chǎn)生則是必然的。對于混凝土的澆筑通常采用分層澆筑的方法，還要注意在澆注完畢后對表面進(jìn)行壓實(shí)，排出內(nèi)部氣泡和水分，提高密實(shí)度，減少表面裂縫產(chǎn)生。振搗時(shí)要根據(jù)建筑現(xiàn)場施工中針對不同混凝土坍落度的要求，設(shè)置合理的振搗時(shí)間和振搗強(qiáng)度，做到快插慢拔。為了防止振搗過程出現(xiàn)漏振或過振的現(xiàn)象，可以采用二次振搗、二次抹面等技術(shù)，這對于排除泌水、混凝土內(nèi)部氣體和水分有著顯著的效果，可以減少裂縫的產(chǎn)生。澆搗成型以后，為加強(qiáng)裂縫的控制，要采取一定的措施進(jìn)行蓄水保溫，通常選擇在建筑表面覆膜或者覆蓋濕麻袋等方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。這樣做的目的是為了防止混凝土內(nèi)外溫差過大，進(jìn)而導(dǎo)致溫度裂縫的產(chǎn)生。澆灌混凝土要注意天氣條件，盡量避免在陰雨天氣或者大風(fēng)天氣澆灌。

2.4采取積極養(yǎng)護(hù)措施和溫度控制

為了減少大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，有效的保溫養(yǎng)護(hù)措施也是必不可少的。保溫養(yǎng)護(hù)可以對混凝土內(nèi)外的溫差值起到降低的作用，進(jìn)而可以降低混凝土澆注塊體的約束應(yīng)力。盡可能縮小大體積混凝土的內(nèi)外部溫差是提高混凝土的抗拉強(qiáng)度和抗裂能力的重要途徑，可以有效減少溫度裂縫的產(chǎn)生。在實(shí)際的養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，要及時(shí)掌握大體積混凝土內(nèi)部和表面的溫度變化，可以適當(dāng)提高養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫度，繼而盡可能避免由于混凝土表面降溫過快導(dǎo)致的表面干裂產(chǎn)生塑性收縮，形成混凝土裂縫。在混凝土的硬化過程中要及時(shí)補(bǔ)償水分，澆水養(yǎng)護(hù)，避免由于失水得不到補(bǔ)償而產(chǎn)生的裂縫，尤其在高溫環(huán)境下施工時(shí)，更要及時(shí)補(bǔ)充水分，水分的有效補(bǔ)償不僅可以提高大體積混凝土強(qiáng)度，同時(shí)能降低混凝土收縮約束應(yīng)力，繼而有效控制裂縫的產(chǎn)生。

三、結(jié)語

建筑工程的建設(shè)工作是我國城市化建設(shè)中的一項(xiàng)重要事件，大體積混凝土由于自身的特點(diǎn)容易產(chǎn)生危害性裂縫，不僅會降低建筑物的強(qiáng)度和抗?jié)B抗壓能力，也對建筑物的承載能力和安全使用壽命有著消極的影響，直接關(guān)系著建筑工程的整體質(zhì)量。因此，對大體積混凝土裂縫的控制是一項(xiàng)十分重要的系統(tǒng)性工作，需要在施工中的多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制，盡可能避免施工中混凝土裂縫的產(chǎn)生。不斷加強(qiáng)混凝土質(zhì)量控制，是提高建構(gòu)筑物承載能力和耐久性的關(guān)鍵。這既是保證建構(gòu)筑物實(shí)體質(zhì)量的必要途徑，同時(shí)也是提高施工企業(yè)施工水平的必經(jīng)之路。

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