淺析大體積混凝土裂縫控制

徐濤

（銀川三建集團有限公司，寧夏 銀川 750000）

引言：

隨著建筑工程當中的高層化和集約化發(fā)展，混凝土材料在施工建設當中的應用比例在不斷攀升，除常見的小范圍預制作業(yè)零件結(jié)構(gòu)外，大體積的混凝土澆筑工程應用也更加普遍。在大體積混凝土的施工建設當中對于開裂和坍縮等質(zhì)量通病的有效控制不僅有利于控制項目的成本投入，對于維護建筑工程的安全與穩(wěn)定也具有積極意義，必須要引起施工技術(shù)人員的關(guān)注并提前做好相關(guān)的控制對策研究，不斷優(yōu)化施工方案，使大體積混凝土澆筑作業(yè)在技術(shù)上和質(zhì)量上有更好發(fā)展。

一、大體積混凝土工程建設概述

盡管目前在許多工程建設的過程當中都需要運用到混凝土澆筑作業(yè)作為基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié)，但對于大體積混凝土施工的建設過程和JASSS 的定義來看，僅有澆筑作業(yè)的范圍直徑超過80cm 的模板建設作業(yè)才能稱為大體積混凝土工程，而根據(jù)我國2011年發(fā)出的國標定義來看，一般默認為作業(yè)范圍的直徑為1m 以上的混凝土澆筑工程可定義為大體積混凝土作業(yè)。大體積混凝土的實操工藝主要是依靠分層和分段作業(yè)來實現(xiàn)的，需要技術(shù)人員提前結(jié)合工程需求和場地限制確定好作業(yè)位置，進行交底后嚴格控制單次澆筑的漿體用量，確保其具有一定的承載能力后再進行后續(xù)的施工，防止單次澆筑體量過大而造成難以干燥或承載力不足的坍縮問題，給施工單位造成不必要的質(zhì)量和安全隱患問題。

二、混凝土開裂的種類和原因分析

（一）表面應力開裂

在混凝土材料澆筑與凝結(jié)的過程當中，其內(nèi)部和表面受到的應力作用也隨時間發(fā)生了一定的變化，特別是在完成了初凝后混凝土的表面結(jié)構(gòu)和體積已經(jīng)達到了較為穩(wěn)定的狀態(tài)，而內(nèi)里仍然較為濕潤的大體積混凝土漿體依然保持著原有的較為軟弱的荷載能力，很容易在這種應力的拉扯作用之下而產(chǎn)生表面開裂的情況?；炷翝{體在從液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的過程當中，其體積會有一定的膨脹或收縮現(xiàn)象，若內(nèi)外混凝土的干燥速率不一致很容易導致內(nèi)部將體在凝結(jié)膨脹的過程當中和外層已經(jīng)固定的混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生抗力作用，由于這種抗力因素而造成的混凝土開裂一般深度較深，在后期進行修復處理時的技術(shù)難度也更大，往往需要填補較多的漿體材料或進行返工重建。

（二）溫度變化開裂

在混凝土漿體配比的過程當中會用到石灰作為原材料，而這種材料具有較為特殊的水化熱特性，在配比的過程當中會向外釋放熱量導致漿體溫度升高，技術(shù)人員在澆筑作業(yè)的過程當中也要待漿體溫度下降達到適宜狀態(tài)后才能夠進行施工，避免高溫的漿體在凝結(jié)冷卻的過程當中混入氣泡導致荷載能力下降等問題。由于大體積混凝土工程中的單次漿體澆筑量大，內(nèi)里混凝土的釋熱效果不好，很容易影響到后續(xù)的凝結(jié)與養(yǎng)護過程。外層的混凝土材料干燥速率更快且表面溫度更低，而內(nèi)里的漿體仍有大量的熱量被禁錮其中，在尋求是熱窗口的過程當中勢必會對混凝土的凝結(jié)產(chǎn)生影響，甚至有部分混凝土工程會因此導致表面開裂而完成釋放熱的過程，不利于優(yōu)化混凝土工程的建設質(zhì)量[1]。

（三）結(jié)構(gòu)收縮開裂

造成混凝土工程結(jié)構(gòu)性地收縮開裂原因較多，在澆筑作業(yè)和后期養(yǎng)護的過程當中必須要予以重視，提前做好質(zhì)量通病的預防處理工作。由于混凝土漿體在制備過程當中混有大量的水分，在高溫環(huán)境下作業(yè)時會受到一定的影響而導致水分的蒸發(fā)速率過快問題，若漿體在澆筑作業(yè)時的用量不足、調(diào)配比例不佳則會造成工程的干燥裂縫問題，在不同區(qū)域內(nèi)的混凝土收縮情況不一致，造成的表面開裂裂縫寬度一般較大，給后期修復工作也造成了一定的困難。塑性收縮是指在混凝土漿體制備過程當中由于未能進行充分的振搗均勻，漿體材料在水分蒸發(fā)后內(nèi)部的基團會受到重力的影響而出現(xiàn)下沉和均質(zhì)分布不當?shù)那闆r，若遇到了模板內(nèi)置鋼筋籠的阻擋則會在此處發(fā)生沉積和開裂的問題。

三、優(yōu)化混凝土工程建設質(zhì)量的有效對策

（一）重視建材質(zhì)量

混凝土漿體制備與澆筑作業(yè)過程當中的泥灰原材料質(zhì)量是影響工程建設質(zhì)量的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，特別是一些較為劣質(zhì)的材料很容易因強度不足的問題而出現(xiàn)開裂和脫落的問題，要求必須在施工建設之前加強對材料質(zhì)量的把控，選擇合規(guī)的生產(chǎn)廠家和品牌，并對所有進入工程現(xiàn)場的原料進行分類和抽檢，為后續(xù)的實操建設環(huán)節(jié)提供更好的保障。在建材質(zhì)量的把控過程的同時，還要注意和工程設計方案之間形成有效配合，針對不同強度、不同需求的大體積混凝土工程，各類原料的用量也會有一定差異，必須要做好同步檢驗并嚴格控制減水劑等添加劑的品質(zhì)，不斷優(yōu)化大體積混凝土工程的施工質(zhì)量。

（二）優(yōu)化材料配比

由于大體積混凝土工程的荷載需求和普通的混凝土工程之間有一定的差異，在交出作業(yè)前期必須要對各個材料的配比應用進行嚴格的測試，嚴格參照建設方案當中規(guī)劃的力學參數(shù)要求進行詳細的記錄和對比，選擇最優(yōu)的一組配比作為澆筑建設的參考[2]。在材料的配比過程當中還需要注意對添加劑的合理運用，特別是減水劑等材料對于混凝土漿體的水化熱控制、后期養(yǎng)護等具有較大的影響，一旦用量出現(xiàn)偏差會導致一批作業(yè)過程返工的問題，不僅會造成項目的工期延誤和成本增加，還會嚴重破壞建筑工程的質(zhì)量和安全，形成一定的危險性。

（三）嚴控澆筑過程

澆筑實操過程當中開展的裂縫控制有許多技術(shù)要點需要予以關(guān)注，包括了漿體材料的充分振搗與混合、分層作業(yè)時的用量控制、對漿體溫度的把握和對氣泡的靜置排除等都會影響最終的混凝土工程建設質(zhì)量，必須要提前根據(jù)項目的特點進行有針對性的把控處理，制定好專業(yè)的再說規(guī)劃。在澆筑建設前，要求所有操作人員要提前進行專業(yè)化的技術(shù)培訓，避免因個人操作失誤而造成的混凝土工程通病問題。工程建設的監(jiān)理人員在澆筑作業(yè)時也需要在現(xiàn)場展開有效的監(jiān)督管理，對一些不規(guī)范的施工行為予以及時制止和控制，確保大體積混凝土工程的建設水平。

（四）加強驗收管理

及時進行混凝土工程的驗收作業(yè)能夠更好地發(fā)現(xiàn)一些潛在的開裂隱患，特別是對于一些對工程強度影響不大的淺表性裂縫可以通過抹面和補漿的作業(yè)方式對其進行修復處理，能夠更好地優(yōu)化大體積混凝土工程的建設水平[3]。針對工程建設前期出現(xiàn)的質(zhì)量隱患問題，也能夠通過驗收管理的方式提前發(fā)現(xiàn)不足并予以規(guī)避，有效避免了大量類似的問題在施工建設過程當中的重復出現(xiàn)，更好地維護了大規(guī)模混凝土澆筑與養(yǎng)護建設的質(zhì)量。通過提前驗收和自檢修復的方式能夠為工程建設保留更多的項目資料，以動態(tài)管理的方式更好地推進建筑工作的開展。

四、控制混凝土溫度裂縫的重要方法

（一）保溫材料覆蓋

在混凝土的澆筑養(yǎng)護過程中需要利用覆膜處理的方式來應對其表面過快地失水問題，常見的覆膜材料包括草席、塑料薄膜等，但和大體積的混凝土工程建設存在了一定的不適配性，不僅會造成一定的環(huán)境污染問題，對于覆膜材料的用量和成本也會偏高。技術(shù)人員可考慮應用一些性價比更高且具有保溫效果的材料參與到混凝土工程的溫度裂縫控制和養(yǎng)護工作當中，提前通過建筑模型測試的方式對大體積混凝土工程當中的保溫層應用進行模擬，提前確定好需要覆膜處理的范圍和材料的保溫系數(shù)需求，使整體的養(yǎng)護工作開展更具有針對性和高效性[4]。保溫材料的選擇應該多考慮具有防水性和可回收的建材，嚴格控制大體積混凝土建設中的成本投入，優(yōu)化工程實操發(fā)展和現(xiàn)場管理水平。

（二）預埋冷卻水管

在大體積混凝土工程的凝結(jié)干燥過程當中很容易出現(xiàn)內(nèi)外溫差較大的情況，需要技術(shù)人員通過溫度測試的方式進行動態(tài)化的調(diào)節(jié)和驗證，且常規(guī)的冷卻處理方式效果一般。部分技術(shù)人員正在進行混凝土工程的作業(yè)設計的過程當中會根據(jù)外層模板的建設情況預留一個管道建設通道，可以在進行澆筑作業(yè)后通過通水冷卻循環(huán)的方式是底層的混凝土溫度下降速率得到更好的控制，對于對抗溫度性裂縫具有一定的應用優(yōu)勢[5]。在進行冷卻水管的預埋處理之前也需要技術(shù)人員根據(jù)工程建設的特點和實際需求對水管安裝的位置、尺寸等進行模擬測試，盡量選擇鋼管材料參與施工建設，便于在后期進行模板拆除時能夠?qū)⑦@些基礎(chǔ)建材進行回收利用，達到控制成本投入和提升建設環(huán)保性的目的。

（三）循環(huán)蓄水控制

循環(huán)蓄水控制是一種更具經(jīng)濟性和環(huán)保性的混凝土裂縫優(yōu)化處理的方法，且在北京一些工程建設的實操過程當中有較好的實踐應用。在進行大體積混凝土的澆筑作業(yè)建設之前，在工程現(xiàn)場通過開挖建設的方式建立蓄水池，恰好和大體積的混凝土工程之間形成對應，能夠利用自然雨水等蓄水的方式對混凝土工程的凝結(jié)于養(yǎng)護進行降溫處理，達到較好的工程開裂控制目的。再循環(huán)蓄水工程的建設當中要注意對蓄水池、進出口等位置進行嚴格控制，盡量增加水池、管道和大體積混凝土工程之間的接觸面積，不斷優(yōu)化其冷卻降溫的效果。盡管循環(huán)蓄水的控制性能較好，但由于前期工程成本投入較高，還需要進行進一步的研究和優(yōu)化才能更好地在建筑工程行業(yè)內(nèi)予以發(fā)展和推廣。

五、結(jié)束語

總之，大體積混凝土工程在建設過程當中的技術(shù)要點較多，在施工設計、準備、實操和養(yǎng)護的過程中必須貫徹質(zhì)量通病的預防理念，展開嚴格的控制管理工作。針對混凝土的裂縫隱患，在處理時要提前做好材料配比測試工作，結(jié)合環(huán)境溫度的影響性控制好漿體單次用量，使其內(nèi)外能夠保持更好地凝結(jié)一致性。在利用于建設的工程來實現(xiàn)降溫控制時要考慮到環(huán)保與經(jīng)濟的特性，加強對建筑模型的科學應用，確保方案規(guī)劃的有效性，為澆筑與養(yǎng)護作業(yè)提供更可靠的指導。