大體積混凝土裂縫成因及控制技術(shù)研究

湯利 李松 黃林華

摘要：從現(xiàn)代建設(shè)發(fā)展的角度的來看，大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制已成為廣泛關(guān)注的技術(shù)問題，由于大體積混凝土工程的質(zhì)量問題關(guān)系到工程安危，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫問題是工程中普遍存在的問題，相比普通混凝土結(jié)構(gòu)，大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因較復(fù)雜，論文將從多個方面分析大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因并分析其控制技術(shù)，尋求科學(xué)可靠的方法來處理裂縫問題。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土，裂縫成因，裂縫控制

在當(dāng)前國家城市化進(jìn)度大幅度加快的背景下，土地也成了非常重要的資源，超高層建筑和大體積水利能源結(jié)構(gòu)物隨處可見，企業(yè)和行業(yè)也非常重視大體積混凝土的施工技術(shù)，而當(dāng)前大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)仍有改進(jìn)空間。大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工普通施工工期長，絕大部分工程是長期在露天的情況下進(jìn)行，于是大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫現(xiàn)象也較普遍[1]。裂縫的產(chǎn)生不但會影響建筑主體的安全性，也會給人一種工程質(zhì)量差、不美觀的感覺，讓人對工程施工質(zhì)量的質(zhì)疑，也有產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。由此，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制成為工程技術(shù)人員研究的熱門技術(shù)問題之一。

1大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因分析

1.1 水泥水化熱與養(yǎng)護(hù)問題

水泥與水接觸時會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生大量熱量，而在大體積混凝土工程中，由于大體積混凝土水泥用量高，截面相對較大，但大體積混凝土散熱面積小，所以水化熱會對混凝土的性能產(chǎn)生較大的影響，且造成的問題也比較顯著。當(dāng)混凝土制作時，由于工程中的普通混凝土密實性較好，且混凝土導(dǎo)熱性能差，內(nèi)部的熱量得不到有效的散發(fā)，累積在混凝土內(nèi)部?；炷潦且粋€穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，當(dāng)內(nèi)部溫差過大時就會產(chǎn)生溫度應(yīng)力，進(jìn)而使混凝土內(nèi)部不均勻處產(chǎn)生裂縫。水泥水化熱是內(nèi)部一個不可忽視的影響因素，外界氣溫濕度是外界影響中的一個重要因素，外界氣溫濕度也是在溫度上對混凝土造成影響，且更直接，外界氣溫越低，內(nèi)部溫度越得不到散發(fā)，濕度也是如此，因此在實際施工時技術(shù)人員通常會將澆筑好一段時間的混凝土用棉布或隔熱材料外界隔離，以防止裂縫的產(chǎn)生[2]。

1.2 混凝土的收縮變形影響

混凝土收縮變形影響可以從兩個方面分析，一是混凝土的拌合澆筑質(zhì)量控制，二是混凝土的膠凝材料配合比?；炷恋陌韬蠞仓?，在混凝土進(jìn)行拌合的時候，骨料的選擇和用水量的控制是判斷混凝土攪拌良好程度的重要衡量指標(biāo)，混凝土拌合的水，在接觸后起著不同的作用，而裂縫的產(chǎn)生也與水息息相關(guān)，收縮裂縫主要是由于保證混凝土和易性的那部分水在外界條件下得到了蒸發(fā)，使混凝土和易性降低，混凝土的密實性降低，抗變形能力降低無法抵抗混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的收縮力，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫[3]。還有就是混凝土的膠凝材料，混凝土的主要膠凝材料是水泥，而裂縫的產(chǎn)生從膠凝材料與骨料的粘結(jié)強(qiáng)度方面來看，水泥的水化和凝結(jié)硬化就顯得非常重要，如果水泥與骨料的粘結(jié)程度不夠，那么在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)水囊，當(dāng)水囊的水蒸發(fā)后，那么在混凝土體積收縮的時候就會產(chǎn)生收縮應(yīng)力，出現(xiàn)裂縫。

3混凝土澆筑結(jié)束后的約束作用

大體積混凝土在澆筑結(jié)束定型后，不同的部位，它們的功能、作用部位、受力等各不相同，當(dāng)不同的部位受到荷載和約束力的時候，它們內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力和變形各不相同，由于內(nèi)部產(chǎn)生的變形不同，且變形程度相差較大的時候就會裂縫現(xiàn)象。

2.大體積混凝土裂縫的預(yù)防措施

2.1 低水化熱水泥

水化熱反應(yīng)主要是由水泥與水反應(yīng)產(chǎn)生，從水泥的角度，在水泥選用時，選擇加主要由水化放熱較少的礦物組成的水泥，用來降低水化熱總量和反應(yīng)速度，達(dá)到降低混凝土內(nèi)部累積的熱量。還有合理的水灰比也可以從很大程度上減少水化熱的大量產(chǎn)生，在水化熱反應(yīng)中，水灰比可以用水來吸收大量的水化熱，且在反應(yīng)的過程中會形成水蒸氣將水化熱帶走，進(jìn)而達(dá)到水化熱的散發(fā)。此外，高效匹配的化學(xué)摻和劑的使用也能對水化熱反應(yīng)進(jìn)行良好控制[4]。

2.2 外加劑的選用

混凝土作為一種由膠凝材料、粗集料、細(xì)集料和水適當(dāng)?shù)谋壤浜稀韬现瞥苫旌衔?，?jīng)過一定時間后硬化而成的人造石材。在反應(yīng)的過程中有許多的難以控制的過程，如混凝土的凝結(jié)硬化、堿-骨料反應(yīng)、碳化。混凝土的凝結(jié)硬化，如果混凝土中的水泥中含有的鋁酸三鈣較多，那么混凝土的凝結(jié)硬化將會變得十分迅速，施工中可以加入緩凝劑和冷卻劑。在混凝土發(fā)生堿-骨料反應(yīng)時，通常采用降低骨料活性的外加劑，防止混凝土膨脹開裂而破壞，混凝土的碳化一般由于內(nèi)部水泥石中的熟石灰與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致內(nèi)部堿性下降，引起混凝土碳化收縮形成裂縫。從這個方面來講，合理的添加外加劑是控制大體積混凝土裂縫問題的一個高效解決方法[5]。

2.3 內(nèi)部冷卻處理

大體積混凝土的內(nèi)部溫度處理主要是通過水或者用比熱容比較大的液體來將大量水化熱帶走，在工程中如果每一塊大體積混凝土都通過這個方法來處理，顯然比較麻煩而且會造成大量的水資源浪費，但可以同過采用冰片循環(huán)的方法的方式來達(dá)到目的。先在混凝土內(nèi)部布置水循環(huán)管，在管內(nèi)填滿小冰塊，這樣可以充分吸收水化熱，且還可以通過將水凝結(jié)成冰在對混凝土進(jìn)行二次降溫，水循環(huán)可以反復(fù)利用，處理效果良好且不會造成水資源浪費。如果是大體積混凝土工程中的重要構(gòu)件，還可以通過利用混凝土凍水機(jī)這種機(jī)器來進(jìn)行高生產(chǎn)效應(yīng)的減溫。

結(jié)語：

從大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因來看，絕大部分裂縫是由于干縮、溫差和施工應(yīng)力不均造成的，針對裂縫問題的產(chǎn)生，應(yīng)當(dāng)從水泥種類、外加劑選用和后期養(yǎng)護(hù)等方面研究處理技術(shù)。雖然大體積混凝土裂縫問題成為工程中的技術(shù)性難題，但是隨著國家的大力支持和行業(yè)不斷發(fā)展的工程技術(shù)，大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題處理方法越來越多，可供選擇的技術(shù)措施也不斷豐富。

參考文獻(xiàn)

[1]黃賢君.大體積混凝土溫度場及裂縫控制[J].小水電，2021（01）：102-107.

[2]侯博文.大體積混凝土配合比設(shè)計及工程應(yīng)用[J].中國住宅設(shè)施，2021（01）：20-21.

[3]陳永剛，李成春，趙月.大體積混凝土溫度裂縫控制與監(jiān)測措施分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2021（02）：204-205.

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