土木施工中大體積混凝土裂縫成因分析

杜娜娜 寧夏陸捷建設(shè)工程有限公司

一、土木施工中大體積混凝土裂縫形成的原因分析

（一）材料原因

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，造成大體積混凝土收縮的原因較多，最主要的原因是混凝土所使用的骨料材質(zhì)、膠凝材料或者原材料的質(zhì)量不符合工程要求。首先，通常來(lái)說(shuō)如若混凝土的骨料或者膠凝質(zhì)量較差，容易導(dǎo)致水灰比例不協(xié)調(diào)，難以掌控水泥和膠凝材料的使用量，混凝土中的砂質(zhì)含量過(guò)大，骨料的粒徑被過(guò)度磨損而減小。而且當(dāng)骨料的泥物質(zhì)含量明顯高于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)也會(huì)使得骨料用量增加，影響混凝土性能。其次，如果混凝土中沒(méi)有按照質(zhì)量要求添加適度比例的外加劑，使外加劑之間產(chǎn)生不同程度的催化反應(yīng)，就會(huì)導(dǎo)致混凝土的體積變小，質(zhì)量降低。最后，混凝土在凝結(jié)固化時(shí)會(huì)發(fā)生不同形態(tài)的物理變化，這種變化本身會(huì)影響結(jié)構(gòu)體積的穩(wěn)定性，使得混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹，表面平整度降低，進(jìn)而出現(xiàn)不同深度的裂縫。

（二）塑性收縮導(dǎo)致裂縫

在大體積混凝土施工時(shí)，當(dāng)其土層中的水分過(guò)度揮發(fā)，就會(huì)出現(xiàn)塑性收縮裂縫，這種裂縫的出現(xiàn)主要發(fā)生在工程澆筑的工序中。需要注意的是，混凝土的塑性收縮是不均勻的，而且整個(gè)收縮過(guò)程毫無(wú)規(guī)律，這樣，混凝土表面就會(huì)出現(xiàn)不同深度和不同長(zhǎng)度的裂紋。尤其是在混凝土工程完工后，施工養(yǎng)護(hù)工作不到位，使混凝土層過(guò)度暴露在空氣中，影響混凝土的整體形態(tài)，同時(shí)加速混凝土中水分的流失。

（三）養(yǎng)護(hù)不到位致使裂縫

養(yǎng)護(hù)工作主要是為了使混凝土正常硬化，降低其收縮變形概率，以防止裂紋的出現(xiàn)。大體積混凝土在澆筑過(guò)程中受環(huán)境的影響，其材料伸縮量會(huì)增加，同時(shí)水泥自身的水化反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，使混凝土內(nèi)外溫差較大。倘若其未能得到有效的養(yǎng)護(hù)，就會(huì)使得內(nèi)外收縮力差距較大，一旦拉應(yīng)力超過(guò)混凝土自身的抗拉強(qiáng)度，混凝土就會(huì)出現(xiàn)裂縫。養(yǎng)護(hù)工作不到位還表現(xiàn)為施工負(fù)荷超重，這樣會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)扭曲變形，久而久之會(huì)發(fā)生干裂等問(wèn)題。

二、土木施工中預(yù)防大體積混凝土裂縫的相關(guān)措施

（一）加強(qiáng)材料的質(zhì)量管理

大體積混凝土施工常用的原材料有普通硅酸鹽水泥、粗砂等。對(duì)于水泥的檢測(cè)，應(yīng)該從產(chǎn)品的生產(chǎn)和出廠(chǎng)日期、級(jí)別、品種、批次和進(jìn)場(chǎng)數(shù)量等方面進(jìn)行檢查并做好檢查記錄。同時(shí)，也需要重點(diǎn)關(guān)注水泥的安全性能和強(qiáng)度等其他性能指標(biāo)。對(duì)于混凝土原材料廠(chǎng)商的選擇，要盡量選擇信譽(yù)等級(jí)良好，質(zhì)量有保證的廠(chǎng)商。采購(gòu)混凝土原材料時(shí)要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求去購(gòu)買(mǎi)，避免為片面追求經(jīng)濟(jì)利益而采購(gòu)品質(zhì)較低的混凝土。

（二）科學(xué)運(yùn)用裂縫處理方法

1.表面處理法

當(dāng)大體積混凝土裂縫形成后，其表面處理主要包括涂抹和貼補(bǔ)兩種方式。對(duì)于細(xì)小淺顯的裂縫很難用漿液灌注，就可以采用涂抹的方法；表面貼補(bǔ)法則適用于出現(xiàn)大面積漏水或者漏水部位不確定的混凝土結(jié)構(gòu)，這時(shí)候就可以采用土工膜對(duì)該部位進(jìn)行貼補(bǔ)。

2.壓力灌漿法

壓力灌漿法是以注入的方式來(lái)修補(bǔ)裂縫，能夠?qū)Υ篌w積混凝土結(jié)構(gòu)的表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。其既適用于細(xì)微裂縫，也可用于大裂縫，適用范圍較廣。用壓力灌漿法處理后的裂縫不僅可以閉合，而且會(huì)起到一定的補(bǔ)強(qiáng)作用。但是該方法需要借助一定的壓力進(jìn)行灌漿，通常壓力在0.2-0.4MPa，常用的灌漿為環(huán)氧樹(shù)脂和純水泥。

3.填充密封法

填充密封法主要用于寬度較大的裂縫的填充和修補(bǔ)，處理工藝簡(jiǎn)單易行，且成本較低。當(dāng)裂縫寬度在0.3cm以下或裂縫中存在一定的充填物時(shí)，很難采用灌漿法進(jìn)行處理并取得良好的修補(bǔ)效果，這時(shí)就可以選用合適的修補(bǔ)材料對(duì)裂縫進(jìn)行填充密封。

4.結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法

結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法主要是針對(duì)超負(fù)荷引發(fā)的裂縫、火災(zāi)造成的裂縫，或者裂縫已經(jīng)出現(xiàn)很長(zhǎng)時(shí)間使混凝土耐久性降低的情況。補(bǔ)強(qiáng)方式主要有斷面補(bǔ)強(qiáng)、錨固補(bǔ)強(qiáng)和施加預(yù)應(yīng)力等。結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)之前需要采用取芯試驗(yàn)或者壓水與壓氣試驗(yàn)方式對(duì)裂縫進(jìn)行全面的檢查，以了解裂縫的實(shí)際情況并確定合理的補(bǔ)強(qiáng)方式，同時(shí)也需要對(duì)修補(bǔ)材料進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)，以保證修補(bǔ)材料的質(zhì)量符合使用要求。不管混凝土結(jié)構(gòu)屬于何種形式，都需要參照相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)要求，并結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況來(lái)確定裂縫相應(yīng)的控制等級(jí)，采取合理的措施把裂縫寬度控制在合理范圍內(nèi)，或者采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施來(lái)降低裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。與此同時(shí)，還要對(duì)裂縫受拉邊緣的應(yīng)力大小和裂縫寬度進(jìn)行合理的驗(yàn)算，以此作為工程施工的依據(jù)。

（三）加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作

土木施工中大體積混凝土養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵在于溫度的控制與保持，避免出現(xiàn)溫度過(guò)高或者溫差較大的情況，防止混凝土干縮。一般情況下，養(yǎng)護(hù)手段以噴水為主。而對(duì)于大體積混凝土，其土體內(nèi)部和外部溫差較大，強(qiáng)度性能也有所不同，這就需要額外使用埋設(shè)循環(huán)冷卻水管的方法，進(jìn)一步加強(qiáng)降溫處理。同時(shí)，還需要把握好拆模的時(shí)間，在模具拆除后需要立即對(duì)其進(jìn)行覆蓋并灑水，以降低周?chē)h(huán)境、溫度對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響。養(yǎng)護(hù)時(shí)間主要與混凝土的實(shí)際強(qiáng)度和設(shè)計(jì)要求有關(guān)，根據(jù)兩者之間的差距來(lái)控制養(yǎng)護(hù)時(shí)間，一般不少于7天。此外，如果混凝土強(qiáng)度小于1.2MPa時(shí)，則應(yīng)該避免在混凝土結(jié)構(gòu)上進(jìn)行后續(xù)施工，以免影響混凝土結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生裂縫，還可以在其表面鋪設(shè)一層薄膜，以減少混凝土內(nèi)部水分的過(guò)度蒸發(fā)，使其表面保持濕潤(rùn)，減少裂縫的出現(xiàn)。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，當(dāng)土木施工中出現(xiàn)了大體積混凝土裂縫問(wèn)題，勢(shì)必將對(duì)工程施工構(gòu)成影響與危害，因此可以說(shuō)裂縫問(wèn)題是整個(gè)施工當(dāng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵性問(wèn)題。為了能夠有效預(yù)防裂縫形成，以及將其對(duì)工程構(gòu)成的不利影響因素降到最低，在施工中一定要進(jìn)行必要的預(yù)防與處理措施，以此來(lái)確保建筑物安全性能和使用性能達(dá)標(biāo)，保障整體可靠和安全。