建筑工程中大體積混凝土裂縫的成因與治理

郭春榮

（山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012）

建筑工程建設(shè)期間，由于施工工藝控制以及施工方法不當(dāng)?shù)龋赡軙?huì)導(dǎo)致混凝土構(gòu)件出現(xiàn)各種類型的裂縫，這些裂縫的存在將會(huì)不同程度的影響建筑物的質(zhì)量，導(dǎo)致建筑物功能作用難以有效的發(fā)揮。因此，建筑工程中如何對(duì)大體積混凝土裂縫進(jìn)行有效治理，一直以來(lái)都是建筑行業(yè)中人們高度關(guān)注的內(nèi)容。下面，筆者將結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)論述。

1 建筑工程大體積混凝土裂縫的成因

1.1 施工原材料的影響

建筑工程施工期間，如果混凝土制作原材料選擇不當(dāng)，將會(huì)對(duì)混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。在混凝土制作期間，原材料的影響主要體現(xiàn)在以下方面：一是不同品種的水泥在干燥后的收縮幅度不同，同時(shí)不同標(biāo)號(hào)的水泥抗拉強(qiáng)度也有較大差異，各種水泥的水化熱指標(biāo)相差比較大，在大體積混凝土中如果對(duì)水泥選擇不當(dāng)就可能會(huì)導(dǎo)致入模的溫度比較高，混凝土構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度小，這種情況下混凝土難以抵抗自身內(nèi)部的拉應(yīng)力，在多重拉力之下容易出現(xiàn)裂縫。

二是骨料的級(jí)配選擇不當(dāng)，這樣也可能會(huì)導(dǎo)致混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度受到影響，因此降低混凝土的收縮性能，容易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

三是構(gòu)成混凝土材料的配合比設(shè)置不夠合理，比如說(shuō)在制作混凝土?xí)r，水泥的使用量比較大，這種情況下就會(huì)增加水泥在凝結(jié)時(shí)的水化熱，同時(shí)如果混凝土制作期間所使用的各種填料存在問(wèn)題，也有可能會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度，因此增加裂縫出現(xiàn)的可能性。

1.2 混凝土收縮的影響

對(duì)于大體積混凝土來(lái)說(shuō)，由于其體積比較大，構(gòu)件澆筑完畢之后在外界作用力的影響之下，混凝土表面的水分可能會(huì)大面積的流失，其表面會(huì)因此而出現(xiàn)硬化收縮的現(xiàn)象，這種收縮形式一般可以分為塑性收縮或者是干縮，其中塑性收縮多是發(fā)生在澆筑后的4-5 個(gè)小時(shí)之內(nèi)，這種收縮力將會(huì)受到混凝土內(nèi)部的粗骨料以及鋼筋的阻抗，然后在此條件下混凝土的內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)這個(gè)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，就將會(huì)產(chǎn)生沿著鋼筋方向的裂縫，一般來(lái)說(shuō)，這種裂縫的深度比較深。干縮則是由于混凝土表面水分失去比較快，水分失去速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝土內(nèi)部水分失去速度，因此混凝土的表面可能會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的收縮，當(dāng)這種收縮力大于其抗拉強(qiáng)度時(shí)，就將會(huì)產(chǎn)生沿著混凝土構(gòu)件表面的不規(guī)則的裂縫。

1.3 混凝土內(nèi)外溫差的影響

混凝土的主要材料是水泥，而水泥本身將會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，在混凝土澆筑完成后，其內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，這些都將會(huì)導(dǎo)致在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度上升，另外由于大體積混凝土厚度和體積都比較大，因此傳熱系數(shù)相對(duì)比較低，當(dāng)混凝土的外部與外界環(huán)境接觸時(shí)，混凝土的外部溫度很快就會(huì)與環(huán)境溫度一致，但是大體積混凝土內(nèi)部散熱則相對(duì)比較慢，因此其內(nèi)部將會(huì)聚集大量的熱量，這些熱量在短時(shí)間內(nèi)難以有效的散發(fā)，這種內(nèi)外溫度差，容易導(dǎo)致混凝土內(nèi)部膨脹，而其外部則會(huì)不斷的收縮，如果此時(shí)拉應(yīng)力的作用大于混凝土的抗拉強(qiáng)度就會(huì)因此而出現(xiàn)裂縫，這種裂縫在大體積混凝土中比較常見(jiàn)，同時(shí)其危害巨大，如果不能盡早采取措施消除，將會(huì)對(duì)建筑質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響。

2 建筑工程大體積混凝土的防治措施

2.1 科學(xué)合理的選擇原材料

原材料質(zhì)量對(duì)于混凝土制作效果有著極大的影響，如上文所述，原材料選擇不當(dāng)?shù)那闆r下，很容易導(dǎo)致混凝土裂縫。因此，筆者認(rèn)為要想解決大體積混凝土裂縫問(wèn)題，首先就需要做好原材料選擇工作。一方面，施工單位所選擇的混凝土原材料必須要滿足抵抗各種作用產(chǎn)生的拉應(yīng)力強(qiáng)度要求；另外一方面在材料選擇時(shí)，則需要最大限度的降低因?yàn)樵牧媳旧懋a(chǎn)生的熱量對(duì)大體積混凝土造成的種種不良影響。一般情況下，選擇水化熱、干縮值比較小的水泥，并且結(jié)合建筑類型以及施工需要，做好粗細(xì)骨料的級(jí)配工作，嚴(yán)格控制骨料的含泥量等。此外，為了降低水泥產(chǎn)生的水化熱，還需要盡可能的降低水泥的用量，在大體積混凝土制作過(guò)程中，可以采用一些外加劑代替部分可能會(huì)引起混凝土裂縫的水泥，比如說(shuō)，使用一定量的粉煤灰，或者是添加一定量的減水劑，減少單位材料的用水量等等，這些都能夠有效的改變大體積混凝土的性狀，減少大體積混凝土裂縫發(fā)生率。

2.2 施工過(guò)程控制

對(duì)于大體積混凝土來(lái)說(shuō)，要想合理有效的控制混凝土裂縫的出現(xiàn)，最為重要的就在于施工期間要掌握各種技術(shù)要點(diǎn)，控制好混凝土內(nèi)的水化熱，其具體包含有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

1） 要想辦法降低混凝土的入模溫度，該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)可以在攪拌混凝土?xí)r使用冰冷的地下水?dāng)嚢瑁蛘呤窃跀嚢铏C(jī)內(nèi)添加適量的冰塊，這樣可以快速的對(duì)混凝土進(jìn)行降溫。同時(shí)，在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，要盡可能的避免高溫澆筑，使得澆筑混凝土構(gòu)件初始溫度有效的降低，通過(guò)這一類方法能夠有效的對(duì)溫度進(jìn)行控制。

2） 在混凝土澆筑過(guò)程中藥做好振搗及第二次振搗工作，這樣做的目的就在于可以有效增強(qiáng)混凝土構(gòu)件的整體性和密實(shí)度。但是，需要注意的是振搗過(guò)程中要掌握快插慢拔的要點(diǎn)，同時(shí)在振搗上一層混凝土?xí)r，要保證振搗棒插入到下一層的混凝土之中，這樣才能有效的發(fā)揮振搗的作用。

3） 為了使混凝土構(gòu)件內(nèi)部的溫度有效的導(dǎo)出，在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，可以在澆筑工作實(shí)施之前，在模板內(nèi)側(cè)空間預(yù)埋可以通入循環(huán)冷卻水的金屬水管，在混凝土澆筑結(jié)束之后投入循環(huán)冷卻水，借助流動(dòng)的水將混凝土內(nèi)部的熱量成功的導(dǎo)出，最終有效的降低混凝土構(gòu)件的內(nèi)外溫差，消除大體積混凝土容易出現(xiàn)的溫度梯度，減少裂縫發(fā)生率。

4） 做好大體積混凝土溫度監(jiān)督控制工作。在混凝土澆筑之前，為了避免混凝土溫差過(guò)大，還需對(duì)水泥水化熱進(jìn)行測(cè)試，澆筑過(guò)程中則需對(duì)已經(jīng)澆筑完畢的表面以及表面以下一定深度的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，明確混凝土不同時(shí)間段的水化熱情況，在發(fā)生異常情況時(shí)能夠?qū)炷良皶r(shí)的處理。

5） 為了避免混凝土裂縫的出現(xiàn)，可以在適當(dāng)部位設(shè)置預(yù)留的伸縮縫，將整個(gè)混凝土構(gòu)件分割成若干個(gè)部分，另外也可以在部分區(qū)域采用微膨脹混凝土施工以便有效的補(bǔ)償因?yàn)楦鞣N原因?qū)е碌幕炷帘砻媸湛s，降低混凝土裂縫率。

2.3 做好大體積混凝土澆筑完畢后的養(yǎng)護(hù)工作

在大體積混凝土成功澆筑之后，為了延遲混凝土表面溫度降低的速度，防止混凝土表面水分蒸發(fā)速度過(guò)快，避免因?yàn)閮?nèi)外溫差過(guò)大，引發(fā)混凝土裂縫。因此，在混凝土澆筑工作完成之后，還需做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作，如在夏季時(shí)，可以通過(guò)定時(shí)給混凝土澆水，減緩混凝土表面水分蒸發(fā)速度。再比如說(shuō)，還可以在混凝土表面覆蓋養(yǎng)護(hù)膜，噴灑專業(yè)的養(yǎng)護(hù)液等，通過(guò)多種方式對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)。此外，還需加強(qiáng)對(duì)混凝土澆筑人員的技能培訓(xùn)，使其明確混凝土養(yǎng)護(hù)對(duì)于控制裂縫產(chǎn)生的重要性，幫助他們掌握多種混凝土養(yǎng)護(hù)方法，以便有效的降低混凝土裂縫的發(fā)生，提高混凝土整體質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，當(dāng)前建筑工程中大體積混凝土應(yīng)用的頻率越來(lái)越高，其對(duì)于建筑事業(yè)發(fā)展的影響也在逐漸加深，但是由于施工技術(shù)不成熟、施工材料選擇不當(dāng)以及自然因素的影響，大體積混凝土裂縫的發(fā)生率相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較高。要想更好的發(fā)揮大體積混凝土的作用就需要明確大體積混凝土裂縫引發(fā)的原因，然后有針對(duì)性的采取措施進(jìn)行處理，降低裂縫出現(xiàn)率，提高建筑質(zhì)量，延長(zhǎng)建筑使用壽命。