大體積混凝土的裂縫原因分析

孫黎明

（哈爾濱市第二建筑工程公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 減少收縮對裂縫的影響

1.1 水灰比

水灰比的變化對于干燥收縮和自身收縮的影響正相反，即當水灰比大于0.5時，其干燥收縮和自身收縮相比，小得可以忽略不計；當水灰比小于0.35時，其體內(nèi)相對濕度會很快降低到80%以下，干燥收縮和自身收縮接近，可以說各占一半。

1.2 粉煤灰含量

研究表明，粉煤灰含量對混凝土的自身收縮有較大影響。隨著粉煤灰摻量的增加，混凝土自身收縮會有所降低。特別是早期收縮降低得非常明顯，后期靠混凝土自身較大的彈性模量抑制繼續(xù)硬化引起的自身收縮，這是由于摻入粉煤灰后，相對減少了水泥用量，從而降低了混凝土的早期硬化速度，自身收縮減少。但應(yīng)注意，粉煤灰摻量超過20%后，減少自收縮的效果并不明顯。

1.3 養(yǎng)護及膨脹

目前，通常用加強養(yǎng)護的方法減小混凝土的收縮。養(yǎng)護條件對混凝土的收縮影響很大，養(yǎng)護14d的收縮，比養(yǎng)護3d的收縮降低約20%。環(huán)境的相對濕度越高，收縮越小。但高強度混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實，表面的養(yǎng)護水難以滲透到混凝土內(nèi)，體內(nèi)的自身收縮現(xiàn)象仍然顯著。因此，加強養(yǎng)護的辦法對減小高強度混凝土的自身收縮并不十分有效。

1.4 配筋情況

混凝土的組合材料包括水泥、水、砂、石、外加劑、摻合料等組分相互物理化學作用，硬化成為一種多空隙復合材料，由于初始溫度收縮應(yīng)力作用而形成內(nèi)部許多微觀裂縫；這種裂縫在外力作用下不斷擴展，成為宏觀裂縫；繼續(xù)擴展，導致混凝土迅速破壞。

2 減少溫度裂縫的方法

減少溫度裂縫，一般可以從控制混凝土溫度與改善約束條件兩方面著手。

溫度控制工藝與比較。目前，對于防止水泥水化熱引起的結(jié)構(gòu)物開裂，在溫度控制工藝上一般可以歸納為兩大類：第一類是降溫法，即在混凝土澆注成型后，通過循環(huán)的冷卻水進行降溫；第二類是保溫法，又稱隔熱法，即在混凝土澆注成型后，通過保溫材料如模板、草袋、鋸末、濕砂、油布、塑料等，碘鎢燈或定時噴澆熱水等方法，提高混凝土表面及四周散熱面的溫度。

采用保溫法控制溫度的原理，就是利用混凝土的初始溫度加上水泥水化熱的溫升，使結(jié)構(gòu)物在養(yǎng)護過程中，降溫速度減慢，這樣就能控制混凝土的內(nèi)外溫差，從而防止混凝土因溫差過大引起變形而產(chǎn)生的溫度裂縫。由于這種方法簡便價廉，故而受到國內(nèi)外工程界的關(guān)注。

保溫法適宜的施工溫度。一般而言，采用保溫法施工的大體積混凝土，應(yīng)避開炎夏季節(jié)，同時也不得在負溫下施工，最適宜的施工溫度為10-30℃。如果施工管理和安排得當，可以取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟效果。

如果必須在夏日施工，日平均氣溫不宜超過30℃，同時應(yīng)對混凝土的原材料進行預冷卻，使其澆注溫度控制在25℃以內(nèi)。應(yīng)該看到，夏季的日平均氣溫變化對混凝土的澆注溫度有明顯的影響。

在低溫季節(jié)施工時，混凝土的入模溫度應(yīng)根據(jù)外界氣溫與結(jié)構(gòu)四周的保溫情況，通過熱工計算確定；而且不低于+10℃。混凝土的入模溫度過低，就無法控制混凝土內(nèi)外溫差小于20℃的要求，因此，當氣溫低于+5℃時，應(yīng)對混凝土中的原材料進行加熱攪拌，原材料的加熱溫度應(yīng)遵循冬季施工的有關(guān)規(guī)定。在低溫季節(jié)提高混凝土的入模溫度，還有利于混凝土的強度增長，和提高結(jié)構(gòu)物的抗裂能力。

保溫法適宜的施工材料。大體積混凝土的規(guī)模往往很大，因此，除了滿足必要的隔熱和保溫要求外，在材料選擇上應(yīng)盡量就地取材，并考慮施工簡單和經(jīng)濟。保溫層應(yīng)根據(jù)工程特點、施工時的氣候和施工條件等選用以下幾種構(gòu)件：

結(jié)構(gòu)物表面。我國北方地區(qū)以及低溫季節(jié)施工時，必須采用多種層狀材料覆蓋，此時如遇到氣候驟變，還應(yīng)特別注意將保溫材料緊密固定于混凝土的表面，以便于形成密不透風的維護層，保溫效果才好。在南方地區(qū)15℃以下氣溫施工時，對裸露的混凝土表面可以采用層狀材料或一般簡便的散狀如濕砂、鋸末等覆蓋。

結(jié)構(gòu)物四周。除按規(guī)定設(shè)有模板保護外，在北方地區(qū)及低溫季節(jié)施工時，必須采用有填充材料的雙層箱形保溫模板，或再在外側(cè)覆掛層狀保溫材料。在南方地區(qū)可在預制模板外側(cè)再覆蓋層狀保溫材料。

保溫材料的覆蓋時間。采用保溫法控制溫度時，必須注意保溫材料的覆蓋時間。工程施工多在夏季，如在混凝土澆注后立即覆蓋保溫材料，不利于降低混凝土內(nèi)部的最高溫度，增加了后期產(chǎn)生深層裂縫的危險性，可以在內(nèi)外溫差控制的允許范圍內(nèi)，通過調(diào)整保溫時間加以解決。如在氣溫較低季節(jié)施工，混凝土澆注后應(yīng)立即保溫養(yǎng)護。

降溫速度。混凝土表面裂縫多發(fā)生在澆注初期，初期的表面溫度驟降是引發(fā)表面裂縫的外因。當日平均氣溫在2-4d內(nèi)連續(xù)下降6-9℃,未滿28d齡期的混凝土表面可能產(chǎn)生裂縫。因此，在保溫施工中，仍需要注意控制降溫速度；特別是在結(jié)構(gòu)拆除模板和保溫材料后，更應(yīng)及時進行回填土加以保護。

蓄水養(yǎng)護。大體積混凝土結(jié)構(gòu)厚實，用量多，為阻止表面水分過快蒸發(fā)，利于其強度的增加，混凝土初期的澆水養(yǎng)護非常重要。混凝土不澆水養(yǎng)護，不僅強度降低，而且收縮較大，抗裂性能差。鑒于蓄水法養(yǎng)護工藝簡單，經(jīng)濟效果顯著，特此推薦采用蓄水法養(yǎng)護。

[1]卜祥禹.混凝土裂縫施工方面的控制措施[J].山西建筑，2008-11-20.

[2]曹前.如何預防和處理混凝土裂縫[J].國外建材科技，2008-08-15.