淺析大體積混凝土施工裂縫原因及其控制技術(shù)

潘澤軍

0 引言

在實(shí)際的工程作業(yè)過程中，為了防止在施工時(shí)出現(xiàn)大體積混凝土的施工裂縫問題，施工人員首先需要在施工之前就做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，比如說準(zhǔn)備好相應(yīng)的器具、技術(shù)人員以及適宜作業(yè)的條件等，在施工作業(yè)過程中，需要及時(shí)控制好大體積混凝土的溫度變化、化學(xué)反應(yīng)、混凝土的收縮、地基不均勻沉降等施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范，只有這樣才能夠確保整體的建筑質(zhì)量符合相關(guān)要求。

1 大體積混凝土施工裂縫的分類以及危害

1.1 施工過程中產(chǎn)生的裂縫

在大體積混凝土施工的過程中，使用不規(guī)范的模板，并且在施工時(shí)，混凝土并沒有完全固定就將模板去掉，這種行為會(huì)造成大體積混凝土出現(xiàn)裂縫?；蛘卟牧洗嬖谥旧淼馁|(zhì)量問題這也可導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。在底板混凝土澆筑的時(shí)候，必須由兩名工作人員對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督以及管理，以便在出現(xiàn)問題之后可以進(jìn)行解決，在混凝土的強(qiáng)度并沒有達(dá)到1.2MPa 時(shí)，不允許相關(guān)工作人員繼續(xù)下一步工作。

1.2 收縮裂縫

混凝土在配比的過程中，如果工作人員在配比時(shí)沒有注意規(guī)范地添加水以及水泥的用量，那么會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫問題，而且在混凝土收縮的過程中，非常容易受到周邊環(huán)境溫度的影響的，因此很有可能會(huì)出現(xiàn)一系列的硬化反應(yīng)，這也是最終產(chǎn)生裂縫問題的一個(gè)非常重要的原因之一。

1.3 沉降裂縫

因?yàn)榈鼗某休d力都是不一樣的，所以構(gòu)筑物的重心也會(huì)產(chǎn)生比較明顯的偏離，整個(gè)構(gòu)筑物可能就會(huì)出現(xiàn)不均勻下沉的情況，因?yàn)檫@種不均勻下沉也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫，因此將其稱之為不均勻沉降裂縫，沉降型的裂縫一般來說都會(huì)從建筑物的下部往上發(fā)展，出現(xiàn)一種“八”字形的狀態(tài)，而且分布的范圍非常的廣，對(duì)于構(gòu)筑物的影響也比較大。

1.4 溫度裂縫

在進(jìn)行建設(shè)中，建筑的一部分物質(zhì)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的環(huán)節(jié)，會(huì)導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部跟外部出現(xiàn)非常大的溫差，在這樣的情況下，如果大體積混凝土的內(nèi)部散熱不夠及時(shí)，其外部散熱速度又過快，很容易導(dǎo)致內(nèi)外溫差而引起的溫度裂縫的產(chǎn)生。

2 大體積混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 溫差裂縫

溫差裂縫產(chǎn)生的原因，一般都是因?yàn)榇篌w積混凝土在施工的過程中，它的內(nèi)部跟外部之間產(chǎn)生了非常大的溫差所導(dǎo)致的，主要的原因就是水泥遇到水之后，會(huì)產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，在內(nèi)部釋放出大量的熱能，其內(nèi)部的熱量又不容易散發(fā)出去。通過實(shí)際研究可以發(fā)現(xiàn)，在大體積混凝土澆筑之后的第三天，就會(huì)出現(xiàn)溫差裂縫的情況，除此之外，在拆模之前以及拆模之后，也是容易出現(xiàn)問題的高發(fā)時(shí)間段，在這些時(shí)間段當(dāng)中，大體積混凝土的內(nèi)部溫度會(huì)產(chǎn)生非常明顯的波動(dòng)，而且因?yàn)榇篌w積混凝土的內(nèi)部溫度會(huì)非常高，如果想要降溫的話，首先需要從外部開始降溫，在這個(gè)過程中，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)外溫差越來越大。在冬季的時(shí)候，必須嚴(yán)格地控制好混凝土的出罐溫度，出罐溫度需要高于10℃，而入槽的溫度則需要高于5℃，泵送混凝土排除泌水以及浮漿之后，其表面還會(huì)存在著一定厚度的水泥漿，在混凝土澆筑之后，工作人員必須嚴(yán)格地進(jìn)行處理，刮平之后的高度，絕對(duì)不能夠超過標(biāo)準(zhǔn)高度，在凝結(jié)之前，首先需要對(duì)其進(jìn)行壓光，使收縮裂縫能夠閉合，然后再覆蓋上合適的保溫材料對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)即可。

2.2 安定性裂縫

一般來說，安定性裂縫會(huì)出現(xiàn)在高架橋的作業(yè)當(dāng)中，而導(dǎo)致安定性裂縫出現(xiàn)的最為根本的原因，就是在選取水泥材料的時(shí)候，其材質(zhì)是不符合相關(guān)規(guī)范要求的，主要的表現(xiàn)形式就是直接出現(xiàn)大面積的龜裂。在進(jìn)行降溫的時(shí)候，因?yàn)榇嬖谥鵁崦浝淇s的原理，所以說大面積的混凝土很容易就會(huì)出現(xiàn)明顯的縮小的情況，在縮小時(shí)如果在受到外部的作用力的話那么就會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)非常明顯的一系列的內(nèi)部反應(yīng)，最終使其出現(xiàn)裂縫問題。

2.3 混凝土收縮裂縫

為了避免大體積混凝土在施工時(shí)出現(xiàn)收縮裂縫，除了需要在大體積混凝土工程設(shè)計(jì)中下更多的功夫以外，必須還要注意好控制實(shí)際的澆筑層的厚度，混凝土的內(nèi)外部的溫度差不能夠高于25℃，混凝土在硬化過程中的體積變形主要可以分成兩種，一種是混凝土在硬化之前出現(xiàn)了塑性收縮，而另外一種則是混凝土在凝結(jié)的過程中，因?yàn)樗療岫鸬捏w積變形，水泥在水化的時(shí)候常常會(huì)伴隨著溫度以及濕度的共同變化，而且這二者是交替進(jìn)行的，因此無論是哪一種作用所導(dǎo)致的收縮變形很有可能都是這二者共同導(dǎo)致的，在這樣的情況下不容易把這兩者區(qū)分開。

2.4 養(yǎng)護(hù)不當(dāng)所產(chǎn)生的裂縫

在大體積混凝土施工的過程中，工作人員需要及時(shí)的針對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，否則很容易就會(huì)在施工時(shí)導(dǎo)致其出現(xiàn)開裂的情況，因?yàn)榛炷恋淖陨硭值膿]發(fā)是非常的快的，再加上周邊的環(huán)境以及溫度，風(fēng)速等因素對(duì)于混凝土所造成的影響，因此很容易導(dǎo)致其出現(xiàn)干燥開裂的情況。施工人員需要及時(shí)針對(duì)施工完成的混凝土進(jìn)行部分區(qū)域的覆蓋以及養(yǎng)護(hù)保濕，再依據(jù)實(shí)際的施工情況，及時(shí)的調(diào)整養(yǎng)護(hù)的措施，使其內(nèi)外的溫差能夠控制在一個(gè)可控的范圍之內(nèi)，這樣能夠有效地避免因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不當(dāng)所導(dǎo)致的混凝土開裂的情況。

2.5 過度振搗導(dǎo)致的開裂

過度振搗容易使粗骨料出現(xiàn)下沉的情況，粗骨料跟砂漿部分會(huì)出現(xiàn)分離，比方說那些密度比較大的顆粒，就會(huì)很容易下沉到底部，或者是不容易跟其他的一些混合料攪拌在一起，所以說為了防止這種情況的產(chǎn)生，在實(shí)際施工時(shí)，必須依據(jù)泵送澆筑過程中所形成的坡度的實(shí)際情況在每道澆筑帶后布置三道振搗棒。前振搗棒布置在鋼筋的坡腳處，確保下半部分的混凝土的密實(shí)度，而后振搗棒則需要放置在卸料點(diǎn)，確保上半部分的混凝土是結(jié)實(shí)的，要使用快插慢拔的方法來進(jìn)行混凝土的振蕩，避免混凝土的上層已經(jīng)緊實(shí)了，但是下層卻出現(xiàn)了氣泡。在作業(yè)的時(shí)候，振搗人員也需要注意好，控制好振搗的時(shí)間，只要達(dá)到密實(shí)度要求就可以了，一般控制在表面出浮漿，但是不再下沉為止，避免出現(xiàn)工作人員過度振搗的情況。

3 大體積混凝土施工裂縫的控制辦法

3.1 材料方面的控制

在進(jìn)行材料控制的時(shí)候，施工人員可以使用雙摻技術(shù)，同時(shí)利用堿水劑以及粉煤灰，通過粉煤灰來代替一部分的水泥進(jìn)行使用，這樣能夠有效地減少混凝土在反應(yīng)的過程中，其內(nèi)部所產(chǎn)生的大量熱量，防止因?yàn)闇囟仍蚨鴮?dǎo)致出現(xiàn)裂縫，而且粉煤灰不僅僅能夠降低熱量，同時(shí)還可以增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，有效地提升其防滲透的能力。關(guān)于添加粉煤灰的用量，如果在添加的時(shí)候比例小于3/10 的話，那么混凝土前七天的收縮值就會(huì)增加一倍，如果添加比例大于3/10，那么就能夠有效地起到抑制混凝土收縮的作用，防止其出現(xiàn)收縮性的裂縫，但是具體的用量以及具體的操作，還需要根據(jù)實(shí)際的情況來進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算，只有這樣才能夠保證混凝土的強(qiáng)度。除此之外，也可以使用混凝土外加劑來降低開裂的風(fēng)險(xiǎn)，混凝土外加劑可以在攪拌的時(shí)候使用，摻入的量一定要控制在水泥量的5%以下，這樣就能夠有效地改善混凝土的性能，對(duì)于其收縮進(jìn)行補(bǔ)償功能，成功地降低了混凝土的開裂風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 減少普通水泥的使用量

普通水泥在遇水之后就會(huì)出現(xiàn)非常明顯的熱化反應(yīng)，釋放出大量的熱能，使混凝土的內(nèi)外出現(xiàn)明顯的溫度差異，從而出現(xiàn)裂縫，因此站在根源性的角度上來看，應(yīng)該盡可能地去減少普通水泥的使用量，這樣也能夠有效地避免因?yàn)椴牧纤鶎?dǎo)致的裂縫問題的產(chǎn)生。目前市場(chǎng)上面出現(xiàn)了一種低熱水泥，最主要的特點(diǎn)就是擁有著非常強(qiáng)的耐熱性，而且水熱化較低，能夠有效地提升混凝土的耐久性以及經(jīng)濟(jì)性，可以說這種低熱水泥的優(yōu)點(diǎn)是比較多的，現(xiàn)在已經(jīng)有許多工程在作業(yè)的時(shí)候，使用的都是這種低熱水泥，目的就是為了能夠有效地減小水熱化反應(yīng)。

3.3 實(shí)時(shí)掌控施工過程中的溫度

在進(jìn)行大體積混凝土施工的過程中，必須嚴(yán)格地控制好施工的溫度，一般來說，主要會(huì)從三個(gè)方面來對(duì)溫度進(jìn)行控制：（1）要落實(shí)好混凝土的保溫保濕工作，這樣能夠有效地降低溫度應(yīng)力的發(fā)生。（2）如果施工的條件是允許的話，也可以加強(qiáng)針對(duì)溫度的管理，同時(shí)還需要保證混凝土的那邊溫差控制在30%左右，屋面和基層的溫差控制在20%左右，為了避免混凝土表面出現(xiàn)那些不必要的裂縫，還需要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整施工的溫度。（3）在大體積混凝土施工時(shí)，需要安排好所有的工序，合理地安排工序，既能夠提升施工的進(jìn)度，同時(shí)也可以避免混凝土結(jié)構(gòu)長時(shí)間暴露而產(chǎn)生一系列的情況。

4 結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行大體積混凝土施工的過程中，導(dǎo)致其出現(xiàn)裂縫的原因還是非常的多的，比方說溫度差異，沉降以及收縮等因此，在實(shí)際施工時(shí)，一旦出現(xiàn)了裂縫情況的話，那么施工人員就必須依據(jù)實(shí)際的情況，對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真的分析，采取有針對(duì)性的措施，做到對(duì)癥下藥，同時(shí)還需要針對(duì)未發(fā)生的一些隱患問題進(jìn)行預(yù)防，盡可能減少大體積混凝土在施工時(shí)出現(xiàn)裂縫的情況。