大體積混凝土施工中的裂縫控制探討

肖玉誠(chéng)

（江西華廈建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，建筑施工技術(shù)不斷的進(jìn)步，這使得建筑工程規(guī)模逐漸擴(kuò)大，大體積混凝土應(yīng)用的頻率也越來(lái)越高，對(duì)工程建設(shè)活動(dòng)的有效開(kāi)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。但在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行施工的過(guò)程中，受到諸多因素的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的裂縫問(wèn)題，這些裂縫的存在，不僅會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量造成不利影響，還會(huì)降低結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全水平，導(dǎo)致工程整體質(zhì)量難以滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。而為了避免這種情況的出現(xiàn)，還需要相關(guān)單位結(jié)合實(shí)際，對(duì)各種裂縫控制措施加強(qiáng)研究與應(yīng)用，這對(duì)于工程質(zhì)量的有效控制有著非常重要的意義。

1 大體積混凝土的主要特點(diǎn)

與常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)施工相比，大體積混凝土有著較高的材料用量和澆筑施工量，且由于其體型龐大、構(gòu)件截面尺寸大、施工條件復(fù)雜，所以對(duì)于施工技術(shù)的要求也相對(duì)較高。這也導(dǎo)致此類(lèi)工程結(jié)構(gòu)具有較高的施工難度。與此同時(shí)，大體積混凝土在具體施工的過(guò)程中，其更容易受到自身收縮、水化熱反應(yīng)以及外界條件等因素的影響，而出現(xiàn)收縮應(yīng)力以及溫度應(yīng)力。進(jìn)而形成較高的裂縫質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

2 裂縫類(lèi)型

在大體積混凝土當(dāng)中，裂縫問(wèn)題較為常見(jiàn)，而根據(jù)裂縫程度進(jìn)行劃分，具體可以分為以下幾類(lèi)：

（1）表層裂縫。顧名思義，這種裂縫主要存在于混凝土結(jié)構(gòu)的表層，其深度和寬度都較為有限，通常不會(huì)影響到混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能和受力安全。僅會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量造成一定的影響，降低人們對(duì)于結(jié)構(gòu)安全的信任程度。

（2）深度裂縫。這種裂縫通常具有較大的深度，可能會(huì)在部分結(jié)構(gòu)面當(dāng)中產(chǎn)生切斷的情況，這不僅會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性造成不利影響，同時(shí)還會(huì)降低結(jié)構(gòu)受力的安全性。

（3）貫通裂縫。這是一種較為嚴(yán)重的裂縫問(wèn)題，一旦在結(jié)構(gòu)當(dāng)中出現(xiàn)這種問(wèn)題，會(huì)將結(jié)構(gòu)徹底切斷，導(dǎo)致其失去應(yīng)有的工程性能，從而產(chǎn)生十分嚴(yán)重的后果。

3 造成裂縫問(wèn)題的主要原因

3.1 材料影響

對(duì)于大體積混凝土而言，材料選擇及使用不當(dāng)是造成裂縫問(wèn)題的主要原因之一，如果材料質(zhì)量不佳或者是應(yīng)用比例不合理，就會(huì)使裂縫問(wèn)題的產(chǎn)生概率急劇攀升。如粗細(xì)骨料具有較大的含泥量，會(huì)使混凝土出現(xiàn)較為嚴(yán)重的收縮變形問(wèn)題，并對(duì)其抗拉強(qiáng)度造成一定的影響。與此同時(shí)，如果粗骨料級(jí)配、砂率以及水灰比控制不當(dāng)，也容易造成裂縫問(wèn)題。

3.2 溫度影響

首先，大體積混凝土具有較大的結(jié)構(gòu)斷面，所以其內(nèi)部散熱能力也相對(duì)較差，在水化熱影響下，其內(nèi)部溫度會(huì)逐漸提升，而內(nèi)部溫度在發(fā)生劇烈變化的情況下，會(huì)增加混凝土結(jié)構(gòu)的早期塑收縮以及硬化收縮。而這種收縮應(yīng)力非常容易在混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中造成裂縫問(wèn)題，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度以及工用性能受到極大的影響。其次，如果在混凝土完成施工以后，環(huán)境溫度出現(xiàn)劇烈的變化，在沒(méi)有充分落實(shí)控制措施的情況下，會(huì)在混凝土內(nèi)外形成較大的溫度差異，進(jìn)行產(chǎn)生溫度應(yīng)力，造成裂縫。

3.3 干縮影響

通常在混凝土水分快速蒸發(fā)的情況下就容易出現(xiàn)干縮裂縫。干縮裂縫的形成主要有兩種情況。一是，進(jìn)行混凝土泵送的過(guò)程中，由于其具有較高的含水量，在高溫環(huán)境的影響下，會(huì)出現(xiàn)快速揮發(fā)的情況，而如果在此過(guò)程中，混凝土內(nèi)部供水速度無(wú)法超過(guò)表層失水速度，就會(huì)在表層產(chǎn)生嚴(yán)重的收縮問(wèn)題，進(jìn)而造成干縮裂縫。二是，養(yǎng)護(hù)工作落實(shí)不到位，未能通過(guò)及時(shí)的澆水保證混凝土表面的濕潤(rùn)性，致使其水分過(guò)分流失，形成干縮應(yīng)力，引發(fā)裂縫問(wèn)題。

3.4 其他因素影響

第一，在混凝土澆搗期間，如果鋪入不當(dāng)或者是振搗措施落實(shí)不到位，出現(xiàn)過(guò)振或者是漏振等問(wèn)題，就會(huì)對(duì)混凝土的均勻性以及密實(shí)度造成不利影響，加大裂縫問(wèn)題的產(chǎn)生概率。第二，混凝土結(jié)構(gòu)在溫度逐漸提升的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)大變形現(xiàn)象，但這種變形往往會(huì)被約束面的壓應(yīng)力限制，由于該階段的混凝土應(yīng)力松弛以及徐變都相對(duì)較大，而彈性模量相對(duì)較小，在固定基座影響下，不會(huì)產(chǎn)生太大的壓應(yīng)力。但隨著溫度的降低，會(huì)有相應(yīng)的拉應(yīng)力產(chǎn)生，如果這種拉應(yīng)力大于結(jié)構(gòu)的抗拉極限，就會(huì)有較大的裂縫產(chǎn)生。除此之外，大體積混凝土受到自身特點(diǎn)的影響，經(jīng)常會(huì)形成內(nèi)約束應(yīng)力，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏合理性，導(dǎo)致這種內(nèi)約束應(yīng)力偏高，就可能會(huì)有裂縫問(wèn)題出現(xiàn)。

4 具體的裂縫控制措施

4.1 對(duì)原材料進(jìn)行合理的選擇，做好配比優(yōu)化工作

（1）在水泥方面?？梢詫?duì)低熱水泥進(jìn)行使用，這種水泥當(dāng)中的熟料礦物含量相對(duì)較低，且其中石膏、活性氧化硅、活性氧化鋁以及氫氧化鈣的作用進(jìn)程相對(duì)較慢。雖然在早期階段，強(qiáng)度較低，但隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不斷上升，凝結(jié)后期甚至比同標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥具有更高的強(qiáng)度。當(dāng)然，為了有效控制裂縫問(wèn)題，提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可以應(yīng)用低熱礦渣水泥、中熱硅酸鹽水泥以及粉煤灰進(jìn)行混合料的制備，這樣不僅能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫抵抗能力，還能使其干縮反應(yīng)有效降低，在提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，使其具有更高的抗腐蝕性以及耐磨性。

（2）在集料方面。對(duì)于粗骨料，應(yīng)該確保粗骨料的級(jí)配能夠自然、連續(xù)。與此同時(shí)，要做好粗骨料的粒徑控制，要保證其大小適中，這樣一方面能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，降低裂縫的產(chǎn)生概率，另一方面能夠減少水資源的消耗，達(dá)到節(jié)約資源，減少水化熱的目的。而在細(xì)骨料方面。應(yīng)該選擇高質(zhì)量的粗砂或中砂，要將其細(xì)度模數(shù)控制在2.6-2.9之間。具體可以應(yīng)用較大的細(xì)度模數(shù)以及平均的顆粒直徑，這樣可以將混凝土的溫度提升速度以及收縮幅度有效降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)裂縫問(wèn)題的有效控制。此外，在選擇集料的過(guò)程中，必須要做好含泥量的控制工作，如果含泥量過(guò)高，會(huì)對(duì)混凝土的抗腐蝕能力、收縮性以及強(qiáng)度造成極大的影響，導(dǎo)致混凝土在后期出現(xiàn)較大的收縮幅度，而在抗拉力受到影響的情況下，極其容易出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。因此，在選擇集料的過(guò)程中，需要將粗骨料含泥量控制在1%以?xún)?nèi)，細(xì)骨料含泥量要控制在3%以?xún)?nèi)。

（3）合理應(yīng)用外加劑。如木質(zhì)素磺酸鈣等，其能夠有效分散混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中的顆粒，并降低水表面張力。而適量的加入外加劑，不僅能夠使混凝土獲得更高的和易性，還能將制備用水有效減少，在提高混凝土強(qiáng)度的同時(shí)，減少水化熱反應(yīng)。

在配比方面，應(yīng)該結(jié)合相關(guān)施工規(guī)范以及工程實(shí)際要求，落實(shí)配比設(shè)計(jì)工作，并通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，確定最佳配比方案，在確?；炷亮鲃?dòng)性、強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，盡可能的減少水泥和水的用量。使混凝土的配比質(zhì)量得到有效的控制。

4.2 合理應(yīng)用各項(xiàng)施工措施

（1）對(duì)混凝土出機(jī)溫度以及澆筑溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在混凝土當(dāng)中，石子具有較小的比熱容量，而由于其在混凝土當(dāng)中的含量相對(duì)較高。所以，想要對(duì)混凝土的出機(jī)溫度進(jìn)行有效的控制，首先就是要做好石子的溫度控制工作，而最為有效的方法就是將石子存放在陰涼處，在必要的情況下，還要使用涼水對(duì)其進(jìn)行沖洗，這樣可以將溫度的影響適當(dāng)降低。

而對(duì)于澆筑溫度的控制，首先，需要將混凝土輸送構(gòu)件的內(nèi)外部溫差有效降低，如果所在區(qū)域較為炎熱，需要工作人員做好冷量丟失的控制工作，即使用涼水對(duì)輸送管表面進(jìn)行噴灑，并使用草席進(jìn)行包裹。而在混凝土澆筑期間，需要對(duì)輸送位置進(jìn)行合理的選擇，盡可能的降低設(shè)備在陽(yáng)光下的暴露面積，并提高混凝土的供給速率。

（2）合理的進(jìn)行分層及分段澆筑。對(duì)于大體積混凝土而言，一次性澆筑容易出現(xiàn)過(guò)高的溫度應(yīng)力，進(jìn)而引發(fā)溫度裂縫問(wèn)題，因此，在具體施工中，需要根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況，對(duì)其實(shí)施分層澆筑，從而降低溫度應(yīng)力對(duì)于工程質(zhì)量的影響。

（3）對(duì)二次振搗加以落實(shí)。通常在完成澆筑，混凝土初凝以前落實(shí)二次振搗操作，能夠?qū)⒒炷廉?dāng)中的空隙氣泡有效減少，大大提高混凝土與鋼筋的結(jié)合程度，強(qiáng)化混凝土對(duì)于壓力的抵抗能力，從而避免抵抗裂縫的形成。

4.3 對(duì)構(gòu)造設(shè)計(jì)以及邊界約束進(jìn)行優(yōu)化

（1）對(duì)鋼筋進(jìn)行合理的配置。正常情況下，鋼筋的合理配置對(duì)于混凝土抗裂性能的提升有著良好的促進(jìn)作用。但在進(jìn)行鋼筋配置的過(guò)程中需要將間距小以及直徑小作為基本配置原則，在此基礎(chǔ)上對(duì)全截面設(shè)置模式進(jìn)行應(yīng)用，能夠使混凝土具有更高的貫穿裂縫抵抗能力。除此之外，在結(jié)構(gòu)表面設(shè)置鋼筋，還能提高結(jié)構(gòu)表面的抗伸縮能力以及抗溫度應(yīng)力能力。

（2）對(duì)滑動(dòng)層進(jìn)行設(shè)置。在混凝土邊緣經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)溫度應(yīng)力以及約束應(yīng)力，而如果能夠在外約束接觸面當(dāng)中對(duì)滑動(dòng)層進(jìn)行綜合的設(shè)置，將會(huì)使結(jié)構(gòu)抗伸縮能力得到有效的提升。而滑動(dòng)層的設(shè)置方法如下：設(shè)置2道熱瀝青材料，并對(duì)瀝青油氈紙進(jìn)行鋪設(shè)。

（3）對(duì)緩沖層進(jìn)行設(shè)置。緩沖層能夠?qū)⒒A(chǔ)收縮過(guò)程中的側(cè)向壓力有效降低，因此，在施工過(guò)程中，可以在底板地梁部分以及高低底板交接處設(shè)置厚度為30-50mm的聚苯乙烯泡沫，以此來(lái)進(jìn)行垂直隔離，即可達(dá)到降低側(cè)向壓力的目的。

4.4 對(duì)混凝土的保溫及養(yǎng)護(hù)工作進(jìn)行強(qiáng)化

在混凝土澆筑施工完成以后，需要及時(shí)落實(shí)養(yǎng)護(hù)措施。首先，要做好灑水工作，確保結(jié)構(gòu)表面能夠始終保持濕潤(rùn)，這樣能夠避免結(jié)構(gòu)表面由于水分快速流失出現(xiàn)干縮裂縫問(wèn)題。其次，在所處環(huán)境溫度變化較為明顯的區(qū)域，在完成澆筑施工以后，還需要對(duì)結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行覆蓋處理，具體可以使用草席、塑料薄膜等材料進(jìn)行覆蓋，在實(shí)現(xiàn)混凝土表面有效保護(hù)的同時(shí)，降低環(huán)境溫度對(duì)混凝土質(zhì)量的影響。養(yǎng)護(hù)操作至少要持續(xù)15天以上，且不可過(guò)早結(jié)束養(yǎng)護(hù)操作，在結(jié)構(gòu)當(dāng)中形成質(zhì)量安全隱患。在混凝土養(yǎng)護(hù)階段，關(guān)于溫度控制，相關(guān)工作人員一般可從以下幾方面入手：第一，室外溫度與混凝土表面溫度之間的差值一般應(yīng)小于20%，且混凝土的表面溫度和中心溫度之間的產(chǎn)值也應(yīng)小于20%，當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土的抗裂能力達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，溫度應(yīng)保持在25℃至30℃之間。第二，在混凝土拆模環(huán)節(jié)，混凝土的溫差應(yīng)保持在24℃以下，溫差主要就是指外界氣溫與中心溫度和表面溫度之間的溫差。第三，對(duì)于混凝土的內(nèi)外溫差，一般可以通過(guò)內(nèi)部降溫法進(jìn)行降低。第四，保溫法，主要就是在模板外側(cè)以及結(jié)構(gòu)物外露的混凝土表面覆蓋保溫相應(yīng)材料，使其能夠緩慢散熱，以提高混凝土強(qiáng)度，使混凝土的內(nèi)外溫差保持在20℃以?xún)?nèi)。總之，大體積混凝土施工裂縫控制，與混凝土的保溫及養(yǎng)護(hù)工作息息相關(guān)，因此，必須要引起相關(guān)工作人員的高度重視，以提高大體積混凝土施工質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在大體積混凝土施工中，受到諸多因素的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的裂縫問(wèn)題，這些裂縫會(huì)對(duì)整個(gè)工程的施工質(zhì)量造成極大的影響，進(jìn)而影響工程的使用安全和使用壽命。對(duì)此，相關(guān)單位應(yīng)該保持高度的重視，要結(jié)合裂縫產(chǎn)生原因，對(duì)各項(xiàng)控制措施進(jìn)行合理的應(yīng)用，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)裂縫問(wèn)題的有效防控，使工程的施工質(zhì)量得到相應(yīng)的保證。