大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因及控制措施

黎莎

摘要：隨著社會的不斷發(fā)展以及建筑行業(yè)建設(shè)水平的逐漸提高，人們對于大體積混凝土應(yīng)用質(zhì)量的要求也在不斷提高。與普通的混凝土相比，大體積混凝土不僅強(qiáng)度較高，還具有施工速度快以及施工工藝較簡單等優(yōu)點(diǎn)。大體積混凝土結(jié)構(gòu)仍舊是以水泥應(yīng)用為基礎(chǔ)，因此同樣會經(jīng)歷水泥冷卻以及收縮的一個過程并且釋放出大量熱量，大體積混凝土將進(jìn)一步強(qiáng)化這種內(nèi)外溫差。在內(nèi)外結(jié)構(gòu)巨大溫差作用下，混凝土內(nèi)部與外部張拉力會呈現(xiàn)不同程度收縮，進(jìn)而出現(xiàn)大體積混凝土溫度裂縫，當(dāng)無法得到有效處理時將引發(fā)嚴(yán)重的建設(shè)質(zhì)量問題。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;裂縫;措施

為了防止大體積混凝土表面產(chǎn)生裂縫，本文以建設(shè)工程基礎(chǔ)為例，分析大體積混凝土表面產(chǎn)生裂縫的原因，提出防止產(chǎn)生裂縫所采取的相應(yīng)措施，即施工前選擇優(yōu)質(zhì)的拌制混凝土原材料、優(yōu)化混凝土配合比、大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、選擇合適的施工方法及工藝控制、施工后對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)等措施，另外還要合理設(shè)置測溫點(diǎn)來定時測溫，使混凝土表面產(chǎn)生裂縫處于受控狀態(tài)，大大提高混凝土施工質(zhì)量，減少混凝土表面裂縫的產(chǎn)生，達(dá)到預(yù)期目的。

1大體積混凝土簡介

在國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，我國城鎮(zhèn)化建設(shè)速度逐漸加快，大體積混凝土逐漸被應(yīng)用到工業(yè)以及民用建筑當(dāng)中。大體積混凝土結(jié)構(gòu)形式變得越來越復(fù)雜，由溫度引起的裂縫問題也變得越來越明顯，因此工程界對這一問題給予了更高的重視。目前，對于大體積混凝土并沒有明確的定義，不能夠單純地使用混凝土的幾何尺寸來劃定是否屬于大體積混凝土。如果使用大體積混凝土結(jié)構(gòu)的最高溫與外界氣溫的差值來定義是否屬于大體積混凝土，同樣會存在片面性的特點(diǎn)。相比之下，可以從工程性質(zhì)方面來對大體積混凝土進(jìn)行確切的定義，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場澆筑幾何尺寸比較大，需要施工單位采取技術(shù)措施對水泥水化熱引起的體積變形問題進(jìn)行改善的類似結(jié)構(gòu)均可以被稱為大體積混凝土結(jié)構(gòu)。大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫主要包括粘著裂縫、水泥石裂縫以及骨料裂縫等，目前最為常見的是粘著裂縫以及水泥石抗裂縫，其會嚴(yán)重影響到混凝土的彈塑性、強(qiáng)度，甚至引發(fā)變形。按照形式對大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行劃分，可以將其分為表面裂縫、貫穿裂縫、深層裂縫以及縱向裂縫等，其主要的危害類型為貫穿裂縫、深層裂縫以及表面裂縫，這些裂縫危害的存在會對大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。

2建筑大體積混凝土施工技術(shù)主要影響因素分析

2.1水泥的熱量因素影響

在應(yīng)用大體積混凝土施工技術(shù)時，水泥和水會產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，要釋放較多熱量，同樣也會使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度逐漸提升，最高可以達(dá)到600℃甚至是更高的溫度，而此類大量的溫度和熱量散發(fā)往往集中于大體積混凝土澆筑完成之后的3-5天左右，再加上混凝土澆筑完成之后，其自身的散熱水平相對較差，這也使得此類積聚的熱量會不斷在混凝土內(nèi)部聚集。當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差達(dá)到一定程度時，會產(chǎn)生溫度應(yīng)力，特別是對于大體積混凝土而言，發(fā)生溫度應(yīng)力和體積膨脹的情況與混凝土的整體結(jié)構(gòu)呈正比例發(fā)展。因此大體積混凝土的溫度應(yīng)力情況更高，出現(xiàn)膨脹的效果和幾率更強(qiáng)，而在溫度逐漸降低之后，混凝土同樣也會發(fā)生體積收縮問題，同時提高了混凝土產(chǎn)生內(nèi)部裂縫的幾率。

2.2環(huán)境條件

混凝土在氣候、空氣溫度以及在硬化過程中由于絕熱覆蓋物可能引起的冷卻延長等對新澆筑混凝土的影響，如果新澆筑的混凝土表面沒有覆蓋，強(qiáng)烈的日照和干燥的風(fēng)也可能引起較大的裂縫。主要是混凝土在這樣短的齡期內(nèi)，還沒有建立足夠的黏結(jié)強(qiáng)度來有效限制裂縫的產(chǎn)生。

3大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的控制措施

3.1注重大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會對裂縫問題產(chǎn)生決定性的影響，鋼筋在大體積混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中發(fā)揮著承擔(dān)抗拉應(yīng)力的作用，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理配筋，以此來避免應(yīng)力集中情況的出現(xiàn)，進(jìn)而達(dá)到減緩大體積混凝土裂縫問題嚴(yán)重程度的效果。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的孔洞周圍或者是轉(zhuǎn)角部位，常常是應(yīng)力集中的區(qū)域，同時也是裂縫問題發(fā)生的薄弱環(huán)節(jié)，在這些部位可以增配斜向鋼筋，這樣也可以達(dá)到避免裂縫問題發(fā)生的目的。在進(jìn)行大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造配筋設(shè)計(jì)，比如采用上下兩層連續(xù)式配筋代替分離式配筋，或者對鋼筋混凝土梁增配構(gòu)造鋼筋同樣可以對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。在進(jìn)行大體積混凝土結(jié)構(gòu)梁板設(shè)計(jì)時，也可以選擇使用C25～C35之間的中低檔等級的混凝土，同樣可以有效加強(qiáng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)后期強(qiáng)度。在進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，還應(yīng)當(dāng)注意對混合結(jié)構(gòu)的約束程度進(jìn)行有效降低，并且還應(yīng)當(dāng)充分考慮大體積混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性要求確定最合適的保護(hù)層厚度。

3.2溫控監(jiān)測

（1）監(jiān)測方法。大體積混凝土溫度監(jiān)測通過預(yù)埋測溫探頭，持續(xù)間斷測溫，進(jìn)行溫度監(jiān)測。測溫探頭呈矩形網(wǎng)格布置，豎向設(shè)置3道測溫點(diǎn)，底板各面測溫點(diǎn)距離混凝土面25cm布置。埋設(shè)時用扎絲固定鋼筋或架立筋，再調(diào)試測溫設(shè)備，同時澆筑過程中應(yīng)盡量減少探頭附近的振搗。

（2）監(jiān)測頻率?；炷翝仓瓿珊笠匆?guī)范規(guī)定監(jiān)測。在混凝土澆注后3天內(nèi)，每2小時測一次?；炷翝沧⒑蟮?天到14天之間，每4小時需要測一次，監(jiān)測不少于20天。當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差小于15℃時，應(yīng)停止測溫。

3.3大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)技術(shù)

完成大體積混凝土的澆筑和二次澆筑壓光處理之后，需要對混凝土容易出現(xiàn)的裂縫問題、溫濕度問題等進(jìn)行合理的控制與規(guī)劃。前文中提到在進(jìn)行大體積混凝土澆筑的過程中容易受到水泥的水化熱影響以及內(nèi)外約束條件的影響，而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較嚴(yán)重的問題，此類溫度的變化也會直接影響大體積混凝土的拉伸強(qiáng)度效果以及凝結(jié)情況。因此需要將大體積混凝土的內(nèi)外溫度控制在合理的范圍內(nèi)，以進(jìn)一步保證大體積混凝土自身的拉伸強(qiáng)度狀態(tài)。在施工過程中要避免出現(xiàn)受到壓力或結(jié)構(gòu)拉力所影響而出現(xiàn)的各類裂縫問題，對此需要對混凝土澆筑施工中溫度狀況進(jìn)行有效把握。為了更好地完成降溫，可以應(yīng)用砂石材料提高混凝土的透氣效果，滿足降溫需求;如果選擇在夏季時期進(jìn)行施工，要避免太陽光對混凝土結(jié)構(gòu)的直射，與此同時也可以應(yīng)用冰水?dāng)嚢璧榷喾N形式對混凝土進(jìn)行迅速降溫。

結(jié)語

總而言之，為了防止大體積混凝土結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生裂縫，通過降低水化熱，延緩升溫值及升溫速度，通過對水泥、骨料選擇，配合比優(yōu)化，施工方法選擇，埋設(shè)降溫排管等措施，起到良好的作用，大大地降低基礎(chǔ)表面的裂縫，提高工程質(zhì)量，將所產(chǎn)生的裂縫危害降到最低，減少因其裂縫的產(chǎn)生對混凝土工程的質(zhì)量與壽命的影響，做到事前、事中、事后控制，使其更好地投入到運(yùn)行中，具有較好的經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益。

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