淺談大體積砼裂縫控制

沈躍東 福建七建集團(tuán)有限公司

1 引言

通過相關(guān)數(shù)據(jù)表明，大體積砼的裂縫成因較為多樣化，很多的裂縫都是外在因素影響造成的，從總體上來說，砼裂縫的本質(zhì)問題在于自身的拉應(yīng)力與承受力無法滿足實際的應(yīng)用需求，所以要想解決大體積砼裂縫問題，就要從本質(zhì)角度出發(fā)，提高砼的拉應(yīng)力和承受力，大體積砼對溫度變化比較敏感，要考慮溫度應(yīng)力的影響。對于拉應(yīng)力和承受力的優(yōu)化與提高，可以從材料入手，材料的設(shè)計與配比要符合科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，從基礎(chǔ)上提高大體積砼的總體性能，材料要貼合用砼的實際需求，從成本預(yù)算的角度來講，原材料的改變作用比較有限，所以主要利用溫度應(yīng)力和沉縮應(yīng)力對砼裂縫進(jìn)行控制。

2 大體積砼的相關(guān)概述

2.1 大體積砼的定義

根據(jù)我國對砼的配比標(biāo)準(zhǔn)來看，在砼的結(jié)構(gòu)組成中水泥占據(jù)主體部分，內(nèi)部的層體分化具有多重性，尺寸一般不小于1m，這樣的砼被稱為大體積砼，它有著明顯的性能特點，土結(jié)結(jié)構(gòu)較為平面化，水平范圍比較廣，因為大體積砼一般被應(yīng)用于各類工程建設(shè)中，所以有著極強(qiáng)的適應(yīng)性，在潮濕環(huán)境下可以很好的發(fā)揮自身的性能優(yōu)勢，大體積砼的表面程度比較高，熱化效應(yīng)比較集中，所以內(nèi)部的溫度波動幅度比較大，如果沒有經(jīng)過冷卻處理，很容易出現(xiàn)溫度裂縫。

2.2 溫度裂縫

溫度裂縫是大體積砼中常見的裂縫現(xiàn)象之一，顧名思義，溫度裂縫是因為溫度極差變化引起的，砼對溫度變化本來就有著極高的敏感度，當(dāng)砼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生熱化反應(yīng)，會產(chǎn)生大量的熱能，這些熱能使得砼內(nèi)部溫度急劇上升，使得砼內(nèi)部溫度與外部溫度無法保存在一個平衡狀態(tài)，溫度極差造成內(nèi)部膨脹，使得砼的表面拉應(yīng)力不能承受這種溫差變化，進(jìn)而造成裂縫的產(chǎn)生。溫度變化更多的是對砼表面的影響程度比較大，經(jīng)過一定的時間后，表面拉應(yīng)力受到的影響會逐漸降低，也就是說，溫度極差帶來的影響更多的是作用于砼的表面，對砼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響基本可以忽略不計，溫度極差受外界環(huán)境變化而改變，一般情況下，當(dāng)砼在澆筑地基時，沒有采取合適的降溫措施，就會層層深化，使溫度逐漸上升，當(dāng)?shù)鼗纬傻臅r候出現(xiàn)溫度裂縫。溫度裂縫的形成是分為不同階段的，總的來說一共有三個階段，初期階段、中期階段、后期階段，不同階段的影響因素不一樣，在初期階段，是因為在進(jìn)行大體積砼的澆筑過程中沒有把握好對溫度控制，澆筑時產(chǎn)生多余的熱量，水熱化過于集中，隨著時間的推移，溫度逐漸上升，外部冷壓力無法平衡砼內(nèi)部的熱化力，超出了砼表面拉應(yīng)力的承受范圍；在中期階段，也就是大體積砼的溫度平衡期，砼內(nèi)部溫度達(dá)到峰值時就進(jìn)入了拐點，在之后的時間里溫度呈一個穩(wěn)定下降的趨勢，當(dāng)熱能散發(fā)到一定程度時，就與外界溫度達(dá)到了一個平衡的狀態(tài)，這時候內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度約束力超過了砼的抗壓強(qiáng)度，容易產(chǎn)生裂縫；在后期階段，大體積砼的內(nèi)部溫度基本保持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)，與外界環(huán)境溫度相對平衡，但是當(dāng)環(huán)境產(chǎn)生巨大的變化時，會直接影響大體積砼的應(yīng)力變化，形成溫度梯度，當(dāng)梯度波動幅度過大，就會使砼產(chǎn)生裂縫。針對于溫度裂縫來說，要采取合適的措施進(jìn)行解決，根據(jù)現(xiàn)實情況來看，溫度裂縫是無法被徹底解決的，只是說，可以通過一些方法最大程度上降低溫度對大體積砼的影響，對于溫度的控制，本質(zhì)上就是對砼溫度應(yīng)力的控制，具體可以采取的措施有好幾種，在這里我們主要對砼的澆筑環(huán)節(jié)進(jìn)行說明，砼的澆筑需要用到一些儀器，有溫度感應(yīng)器和測溫儀，澆筑過程中要不斷用測溫儀進(jìn)行測量，入模溫度一定不能高，盡量使砼內(nèi)部溫度與外界環(huán)境溫度保持在一個平衡的狀態(tài)，根據(jù)現(xiàn)場大體積砼的施工情況采取合適的養(yǎng)護(hù)措施，可以有效提高砼的使用周期。溫度變化受多種因素影響，就一般情況而言，風(fēng)速、濕度、水溫的影響程度比較大，但是溫度變化的波動幅度不能過大，必須控制在一個合理的范圍，比如在夏季的時候，可以采取一些降溫措施，用水循環(huán)的方式使砼的溫度穩(wěn)定在一個可控的范圍內(nèi)，在冬季的時候，可以在大體積砼表面蓋上草袋，維持內(nèi)部溫度的平衡性，如果是氣候比較干燥的地區(qū)，需要采取科學(xué)的防風(fēng)措施。

3 大體積砼的防裂措施

3.1 配合比設(shè)計

水泥是構(gòu)成砼的重要組成部分，要用熱化效果低的，在凝固過程中注意把握時間的變化，不能超出規(guī)定的范圍，水泥根據(jù)性能特點可以分為很多種，在大體積砼中，我們主要用低熱酸性水泥，在水泥的合成過程中，其粗細(xì)程度會影響合成效率，不能使用太過于粗大的水泥，就一般情況下，可以利用熱化方式提高水泥的合成效率。對于粗細(xì)骨料的配比，要選用分層配比的方式，通過一層一層的疊加優(yōu)化骨料的粗細(xì)度，中砂是細(xì)骨料的主要組成成分，大體積砼的質(zhì)量把控要協(xié)調(diào)好骨料與水泥的配比關(guān)系，在必要情況下，可以適當(dāng)增加骨料的配比量，因為骨料的黏合性比較強(qiáng)，在減少水泥配比量的同時提高了大體積砼的整體穩(wěn)定性。原材料的配比可以添加一定的外加劑，以此提高砼的性能優(yōu)勢，外加劑主要有冰、緩凝劑、膨脹劑、粉煤灰、減水劑等，這些外加劑的熱化程度比較低，粉煤灰可以降低砼的水熱化，從另一個角度來說，粉煤灰對水的消耗比較低，可以節(jié)約一部分水資源。在大體積砼初凝之前，要進(jìn)行二次壓光，采用覆蓋土工布及塑料薄膜漫水保溫保濕養(yǎng)護(hù)。

3.2 施工工藝控制

大體積砼的裂縫成因是由多種因素構(gòu)成的，在施工環(huán)節(jié)，要嚴(yán)格把控每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，不能出現(xiàn)任何質(zhì)量問題。施工工藝要擇優(yōu)處理，大體積砼受溫度影響很容易出現(xiàn)裂縫，基于此，可以采用冷卻措施降低砼內(nèi)部的溫度，進(jìn)而降低溫度變化對砼的影響程度，比如在砼內(nèi)部安裝冷卻水管和散熱管，水的循環(huán)作用可以使水保持在一個恒溫的狀態(tài)，然后水循環(huán)在作用于砼內(nèi)部，降低砼表面溫度，根據(jù)季節(jié)變化合理調(diào)控冷卻水管的水流。對于砼的澆筑，可以適當(dāng)降低其澆筑速度，根據(jù)實際情況來看，如果對砼的澆筑速度過快，那么砼的內(nèi)部溫度就會急劇上升，很容易造成裂縫的產(chǎn)生，可以用間斷性澆筑法進(jìn)行澆筑，將澆筑過程分為幾個不同的時間段，降低溫度峰值的影響，使熱化效應(yīng)無法作用于大體積砼中。季節(jié)變化對砼的影響比較大，在夏季的時候，氣溫比較高，砼的澆筑盡量選擇在傍晚或者夜晚，夜晚的溫度低，對砼澆筑的影響也最低，砼的入模溫度不宜過高，對砼進(jìn)行振搗時，要根據(jù)砼內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化調(diào)整振搗方式，層層分段處理，每一層單獨(dú)振搗，使砼的緊密度更加穩(wěn)定，進(jìn)而提高砼的整體抗裂能力。

3.3 降低砼的入模溫度

大體積砼對溫度變化及其敏感，溫度不能過高，在對砼進(jìn)行攪拌的時候，一般是使用地下水，因為地下水的溫度偏低，可以中和砼攪拌的水化熱，對于大體積砼的施工盡量選擇在溫度較低的季節(jié)，夏季施工時，要采取合理的降溫措施中和砼的入模溫度，大多數(shù)情況下，在對砼施工的時候，是絕對不可以在太陽下暴曬的，強(qiáng)烈的溫度刺激會破壞砼的黏合性，盡量在室內(nèi)進(jìn)行施工，降低溫度變化帶來的影響。自來水沒有地下水的溫度低，可以提前將自來水放在地下水池中進(jìn)行降溫，待使用的時候在取出來。在后期對砼的養(yǎng)護(hù)是非常重要的，土是一種很好的養(yǎng)護(hù)材料，它的黏性和濕性非常適合砼的養(yǎng)護(hù)，可以最大程度上降低溫度對砼的影響，也可以使用冷溫蓄水法，該方法主要是利用水的恒溫原理，通過水循環(huán)使得砼的溫度穩(wěn)定在一個較低的范圍，可以有效提高砼的使用周期。

4 結(jié)束語

根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，大體積砼裂縫是由多種影響因素造成的，文中提及的防裂措施適用于大部分砼的施工，在具體的施工過程中，要加強(qiáng)對施工環(huán)節(jié)的監(jiān)管力度，提高工作人員的責(zé)任意識，發(fā)現(xiàn)問題要及時上報并采取合理措施解決。對于大體積砼的裂縫控制，要善于總結(jié)問題，分析問題，科學(xué)規(guī)劃防裂方案，基本上可以避免大部分的砼裂縫問題。