建筑工程大體積混凝土裂縫防治技術(shù)分析

代星星 丁方方

摘 要：大體積混凝土開(kāi)裂后，其性能與原狀混凝土性能差異很大，尤其是對(duì)耐久性（滲透性）的影響更大；混凝土滲透反過(guò)來(lái)又會(huì)加速和促使混凝土的進(jìn)一步惡化，嚴(yán)重影響其結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期安全和耐久運(yùn)行。裂縫的產(chǎn)生大多在早期，因此，本文主要對(duì)建筑工程大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫控制；原因

隨著我國(guó)綜合國(guó)力不斷提高，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投入不斷加大，大型、特大型工程日益增多，必然導(dǎo)致大體積混凝土工程也越來(lái)越多。由于大體積混凝土整體性要求高。因此對(duì)砼施工技術(shù)要求較高，水泥的水化熱量大且聚集在構(gòu)件內(nèi)部不易散出，往往形成較大的里表溫差（temperature difference of center and surface），造成砼表面產(chǎn)生收縮裂縫等。要解決裂縫問(wèn)題就需要對(duì)其產(chǎn)生原因、防治措施進(jìn)行深入研究，以此提升工程質(zhì)量。

1 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

大體積混凝土澆筑后水泥水化熱溫升較高，由于體積較大，聚集在混凝土內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度顯著升高，造成混凝土內(nèi)外溫差較大，混凝土表面易產(chǎn)生裂縫。降溫階段，混凝土逐漸散熱收縮，混凝土內(nèi)部易出現(xiàn)貫穿性裂縫?？傊炷恋纳禍剡^(guò)程會(huì)引起混凝土內(nèi)部溫度應(yīng)力劇烈變化而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害裂縫，施工難度較大。在具體施工應(yīng)用中，往往會(huì)遇到大體積混凝土裂縫問(wèn)題，如干縮裂縫、溫度裂縫等，產(chǎn)生這些裂縫的主要原因如下：

1、干縮裂縫

大體積混凝土的干縮裂縫大都是因?yàn)槠鋬?nèi)外部水分蒸發(fā)程度的不同，進(jìn)而引發(fā)不同程度變形的結(jié)果。如果大體積混凝土受外部條件的影響，表面水分就會(huì)損失過(guò)快，從而產(chǎn)生變形；若內(nèi)部濕度變化較小，混凝土的變形程度相對(duì)來(lái)說(shuō)也會(huì)變小。因?yàn)槭艿交炷恋膬?nèi)部束縛，混凝土構(gòu)筑物容易產(chǎn)生較大的表面干縮變形，進(jìn)而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，最終產(chǎn)生大體積混凝土裂縫。大體積混凝土容易產(chǎn)生干縮裂縫與混凝土的相對(duì)濕度和水泥漿體的干縮性關(guān)系尤為重要。混凝土的相對(duì)濕度越低，水泥漿體的干縮性也就越大，混凝土干縮程度主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量以及外加劑的用量有著密切的關(guān)聯(lián)。

2、塑性收縮裂縫

塑性收縮是混凝土在完成澆筑后且尚在塑性狀態(tài)下發(fā)生的收縮，混凝土裂縫常常會(huì)發(fā)生在項(xiàng)目施工的過(guò)程中，大約是在混凝土澆筑后的四小時(shí)左右，此時(shí)的水泥水化反應(yīng)劇烈，會(huì)發(fā)生水分快速蒸發(fā)和泌水現(xiàn)象，此刻的混凝土?xí)l(fā)生失水收縮的情況。通常在干熱或大風(fēng)天氣，塑性收縮裂縫會(huì)出現(xiàn)?；炷了苄允湛s的裂縫大多是兩端細(xì)、中間寬，且長(zhǎng)短不一的狀態(tài)。在混凝土表面積較大的面上經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫，因此，為了減小混凝土的塑形收縮，在施工過(guò)程中，一定要合理控制和把握好水灰比，攪拌時(shí)間不宜太長(zhǎng)，避免快速下料，振搗一定要密實(shí)，分層澆筑要注意豎向變截面的處理。

3、溫度裂縫

混凝土熱脹冷縮的性質(zhì)，注定會(huì)在其外部環(huán)境或內(nèi)部溫度發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生變形。若混凝土變形遭到約束，則會(huì)在其結(jié)構(gòu)內(nèi)形成拉應(yīng)力，當(dāng)此時(shí)的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉極限時(shí)，大體積混凝土表面便會(huì)形成裂縫，這種裂縫多數(shù)情況下回發(fā)生在混凝土施工后最初3～5天。

2 建筑大體積混凝土裂縫防治措施

1、合理選擇原材料，優(yōu)化混凝土配合比

水泥水化熱是產(chǎn)生大體積混凝土裂縫的主要溫度因素，因此在選擇水泥時(shí)，要優(yōu)先考慮水化熱低、、具有微膨脹、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、抗凍融性、耐磨性的水泥，這一類的水泥在水化膨脹期，便會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)壓應(yīng)力，減少混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力，從而提高混凝土的抗裂能力，減少混凝土裂縫發(fā)生的概率。摻入混合材料，在混凝土中用一定量的粉煤灰來(lái)代替部分水泥，則可以減少混凝土中的水泥用量，并且能夠改善混凝土的粘塑性，并延遲混凝土水化熱，因此在混凝土中摻入適量的粉煤灰，可以改善混凝土的后期強(qiáng)度，強(qiáng)化混凝土的抗裂能力，在其早期的抗拉輕度以及早期的拉伸值會(huì)有小幅度的降低，對(duì)防止混凝土裂縫起到很好的作用。因此，在工程中，常用粉煤灰做外摻料。

2、混凝土配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化

大體積混凝土配合比的設(shè)計(jì)原則是在滿足混凝土強(qiáng)度和密實(shí)性的前提下，盡量減少水泥用量，減少水泥水熱化的釋放和減緩釋放速度。通常情況下，我們長(zhǎng)采用“雙摻”或“三摻”的手段，即采用外粉煤灰或膨脹劑取代部分水泥，這樣可有效地減少水泥用量，達(dá)到降低混凝土的內(nèi)外溫差的目的。我們一般會(huì)選用良好級(jí)配的骨料，要嚴(yán)格控制砂石骨料的含泥量，降低水灰比，并且要在保證混凝土弧度及流動(dòng)的條件下，盡可能地節(jié)省水泥，減少水化熱現(xiàn)象的發(fā)生，以達(dá)到降低混凝土絕熱溫升的目的，進(jìn)而降低大體積混凝土所受的拉應(yīng)力。細(xì)骨料應(yīng)盡可能地潔凈的天然河砂，質(zhì)地堅(jiān)固、級(jí)配合理、吸水率低、孔隙率小的潔凈天然河砂都是首選。線膨脹系數(shù)小、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、粒形良好、級(jí)配合理的潔凈碎石是粗骨料的首選，此外，采用碎卵石也是不錯(cuò)的選擇。

3、合理布設(shè)冷卻水管

大體積混凝土結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生裂縫，因此必須在施工過(guò)程中對(duì)混凝土內(nèi)部溫度加以控制。在實(shí)踐中采用埋設(shè)冷卻水管的方式，以防止混凝土產(chǎn)生裂縫，下述四種措施可有效防止大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫： 第一，合理配置和采用低發(fā)熱量的混凝土配合比；第二，埋設(shè)冷卻水管，采用循環(huán)冷水的方式達(dá)到降溫的目的；第三，混凝土養(yǎng)護(hù)期間的溫度監(jiān)控；第四，重視混凝土外部的保溫養(yǎng)護(hù)。 在混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，埋設(shè)熱交換效率高、連通比表面積大的金屬薄壁管，通過(guò)調(diào)節(jié)水流量及流速的方式來(lái)控制大體積混凝土內(nèi)部的溫升速率，達(dá)到有效地快速解決大體積混凝土溫度裂縫的問(wèn)題。在大體積商品混凝土冷卻管施工過(guò)程中，要綜合考慮混凝土的入模溫度、養(yǎng)護(hù)條件、水化熱的發(fā)展變化規(guī)律以及混凝土通風(fēng)散熱的狀況，將大體積混凝土裂縫的發(fā)生降到最低。

4、加強(qiáng)混凝土的溫度監(jiān)測(cè)工作

溫度控制是大體積混凝土施工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是防止大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的關(guān)鍵因素?；炷了疅峄蜌鉁卦斐傻臉?gòu)件內(nèi)部應(yīng)力是引起混凝土開(kāi)裂的諸多因素其中的一個(gè)主要因素。為了控制混凝土裂縫的產(chǎn)生，這就要求對(duì)原材料，混凝土的拌合、入模、澆筑溫度進(jìn)行系統(tǒng)的檢測(cè)，并且在混凝土成型之后，對(duì)其內(nèi)部的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)觀察混凝土內(nèi)部的溫度變化，采取有效措施，將內(nèi)外溫差控制在允許的范圍之內(nèi)，對(duì)大體積混凝土溫差裂縫的控制大致可分為施工前、施工中、施工后的多種措施。

5、混凝土保溫和養(yǎng)護(hù)

剛澆筑的混凝土具有強(qiáng)度低、抗壓能力小、易變形等特點(diǎn)，當(dāng)大體積混凝土遇到溫濕度條件不利的情況，干縮裂縫和冷縮裂縫就比較容易發(fā)生在混凝土表面。大體積混凝土的保溫和養(yǎng)護(hù)工作一定要使混凝土澆筑塊的內(nèi)部和外部溫差以及降溫速度滿足溫控的指標(biāo)要求。

防止混凝土表面裂縫的發(fā)生，以及減小混凝土表面與內(nèi)部溫差是加強(qiáng)混凝土保溫的目的。大體積混凝土在常溫或者負(fù)溫條件下施工，其表面都必須覆蓋保溫層。比如，常溫保溫層可以對(duì)混凝土表面溫度起到緩沖作用，像大氣溫度化或雨水襲擊的溫度都可以發(fā)揮很好的作用。而負(fù)溫保溫層的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)工程項(xiàng)目的地點(diǎn)氣溫和混凝土內(nèi)外溫差等條件，但是負(fù)溫保溫層必須設(shè)置密不透風(fēng)的材料覆蓋層，只有這樣，才能發(fā)揮其本能作用，提高混凝土的表面抗裂能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著建筑工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國(guó)建筑建設(shè)質(zhì)量管理也愈加規(guī)范化，這就要求相關(guān)部門必須加強(qiáng)對(duì)工程施工質(zhì)量控制。但現(xiàn)階段我國(guó)建筑工程施工中還存在諸多問(wèn)題，如大體積混凝土裂縫等。為有效處理此類問(wèn)題，必須充分了解、掌握大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，只有這樣才能確保采取的控制技術(shù)科學(xué)有效。

參考文獻(xiàn)

[1]張鵬.建筑工程中大體積混凝土澆筑施工技術(shù)研究[J].消防界（電子版）.2016（03）

[2]胡艷華.建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)探究[J].黑龍江科技信息.2016（08）

[3]劉洋.大體積混凝土溫度裂縫控制機(jī)理及有限元仿真分析[D].安徽理工大學(xué)2014