大體積混凝土裂縫成因及防治措施

文/王海濤 王成楠，河南海納建設(shè)管理有限公司

大體積混凝土裂縫成因及防治措施

文/王海濤 王成楠，河南海納建設(shè)管理有限公司

混凝土是由很多種材料混合而成的物質(zhì)，主要含有砂石、水泥以及其他材料物質(zhì)。混凝土自身具有差異性、施工的實時性以及易受外界環(huán)境干擾等原因，容易使得混凝土成型后出現(xiàn)很多小細(xì)孔和空隙，通過一段時間的使用和外界環(huán)境的影響，混凝土結(jié)構(gòu)中的空隙會被逐漸擴(kuò)大，最終變成很大的裂縫，直接影響這個建筑物的使用安全性。

大體積混凝土；裂縫成因；預(yù)防

1 大體積混凝土裂縫的成因

1.1 收縮裂縫

混凝土收縮是指混凝土拌合物硬化過后體積逐漸減小的現(xiàn)象，是自發(fā)的，和水泥特性緊密相連?；炷潦湛s受到外部約束的時候，比如，鋼筋、模板，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生拉應(yīng)力，一旦超過混凝土抗拉強度，混凝土便會出現(xiàn)裂縫問題。由于收縮的原因各不相同，混凝土收縮類型收縮并不單一，即溫度收縮、塑性收縮、自收縮、干燥裂縫。以“自收縮”為例，C－S－H凝膠是泥水化反應(yīng)的核心產(chǎn)物，其體積不超過水泥、水二者之和，也就是說，固相體積增加的同時，水泥漿體卻在不斷減小，這便是自收縮，2/3的硅酸鹽水泥漿體全都水化之后，理論上體積會減縮7%－9%。

1.2 水泥水化熱

水化熱是指水泥、水二者反應(yīng)后產(chǎn)生的熱量，一旦混凝土中的水泥用量增加，水化熱也會越高，這是因為鋁酸三鈣是水泥的礦物成分，其水化熱特別高。水泥水化產(chǎn)生的熱量會使大體積混凝土內(nèi)部溫度迅速升高，50℃—60℃，甚至更高，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大。在溫差作用下，出現(xiàn)的內(nèi)應(yīng)力會使處于凝結(jié)硬化的混凝土出現(xiàn)裂縫。根據(jù)相關(guān)調(diào)查分析，混凝土結(jié)構(gòu)80%—90%的裂縫都是因為混凝土水化熱后產(chǎn)生的較大溫差，其拉應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過混凝土抗拉強度，尤其是大體積混凝土結(jié)構(gòu)。

1.3 外界氣溫變化

物體都存在熱脹冷縮的現(xiàn)象，混凝土也不例外，一旦外界氣溫發(fā)生變化，混凝土體積也會出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象。就大體積混凝土而言，硬化早期影響內(nèi)部溫度的因素較多，和外界氣溫形成溫度差，即混凝土內(nèi)外溫差梯度，隨著溫度梯度增大，混凝土產(chǎn)生裂縫的幾率也越高，裂縫寬度也會增大，一旦外界氣溫下降，混凝土?xí)a(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，出現(xiàn)裂縫。

2 大體積混凝土裂縫的預(yù)防措施

2.1 控制混凝土的溫度

2.1.1 優(yōu)化混凝土配比

在利用大體積混凝土進(jìn)行建筑工程施工時，經(jīng)常需要將混凝土中的水泥與其他的施工物料進(jìn)行混合使用。在混合水泥與其他的施工物料的過程中，施工人員應(yīng)該要盡量減少水泥的用量，并且改善骨料級配，優(yōu)化混凝土的配備比，從而優(yōu)化混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在預(yù)防混凝土產(chǎn)生裂縫的過程中，施工人員可以在大體積混凝土中摻入適量的粉煤灰，因為粉煤灰作為一種孔隙極小的物質(zhì)，能夠增加混凝土的密實度，從而提高其抗?jié)B能力。在摻和粉煤灰作為反應(yīng)物料的過程中，能夠改善混凝土的工作度并且降低最終的收縮值。由于混凝土裂縫的產(chǎn)生與水泥水化熱有較大的關(guān)系，因此在施工過程中更應(yīng)該使用粉煤灰，它可以降低大體積混凝土水泥水化熱引起的內(nèi)部溫度升高的現(xiàn)象，從而提高混凝土的強度以及抗裂能力，從實質(zhì)上起到預(yù)防裂縫的作用。

2.1.2 降低混凝土的澆筑溫度

混凝土在澆筑過程中容易聚集大量的熱量而使其內(nèi)部溫度升高，并且其外部溫度也會在一定時間內(nèi)有所上升，因此施工人員可以從降低混凝土的建筑溫度入手，預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。在對混凝土進(jìn)行澆筑的時候，施工人員要在拌合混凝土?xí)r加入適量的水，或者可以直接用水將碎石冷卻，這對于降低澆筑溫度預(yù)防裂縫都有一定的作用。

2.1.3 規(guī)定合理拆模時間

拆模時間的有效利用，也能夠?qū)Υ篌w積混凝土裂縫起到一定程度的預(yù)防作用。在施工過程中，施工人員要規(guī)定合理的拆模時間，在氣溫驟降時采取措施對混凝土的表面進(jìn)行保溫，可以避免混凝土表面發(fā)生急劇溫度梯度而產(chǎn)生裂縫。

2.2 采用合理的施工方法

合理的施工方法對于大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生及整個建筑工程的施工質(zhì)量都能夠起到一定程度的保障。因此，在進(jìn)行大體積混凝土施工的過程中，施工人員要規(guī)范施工技術(shù)，制定合理的大體積混凝土澆筑方案，為預(yù)防裂縫的產(chǎn)生做好充分的準(zhǔn)備。在大體積混凝土施工過過程中，可以采用分層的方式進(jìn)行施工，而分層的施工方式又可以分為全面分層、分段分層及斜面分層。就全面分層來說，施工人員在施工過程中要以豎向為施工基點，將大體積混凝土分為若干個層次，當(dāng)澆筑完第一層之后，需要在混凝土還沒有初凝的時候迅速澆筑第二層，之后再逐層澆筑，這種施工方式可以使得大體積混凝土有效散熱，避免溫度的持續(xù)升高。但是需要注意的是，全面分層的混凝土澆筑方式只適用于建筑面積較小的工程，對于一些建筑面積較大的工程來說，可以采用分段分層的方法進(jìn)行混凝土的澆筑施工，這種方法需要以水平方向為基點，而斜面分層的方法則適用于長條狀結(jié)構(gòu)的施工。

2.3 做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作

在建筑工程的施工過程中，養(yǎng)護(hù)工作的進(jìn)行能夠?qū)こ痰恼w質(zhì)量起到較好的保障作用。在進(jìn)行大體積混凝土施工的過程中，做好養(yǎng)護(hù)工作同樣能為預(yù)防裂縫的產(chǎn)生提供基礎(chǔ)。施工單位可以將混凝土表面用塑膠袋包裹起來，或者可以用麻袋、棉氈等材料代替塑膠袋的保濕作用。在整個大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)過程中，最重要的就是在混凝土澆筑之后實施養(yǎng)護(hù)措施，能夠保證混凝土在硬化早期得到保護(hù)。養(yǎng)護(hù)劑作為一種較好的建筑工程養(yǎng)護(hù)工具，能夠為防止大體積混凝土裂縫提供較好的幫助。養(yǎng)護(hù)工作并不是只在使用后期進(jìn)行的，為了保證大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的幾率降到最低，施工單位需要提前埋設(shè)好測量溫度的探頭，保證混凝土的內(nèi)部溫度能夠得到有效得到動態(tài)控制，當(dāng)外界溫度變化過大時，施工人員就可以及時采取措施進(jìn)行保溫，防止裂縫的產(chǎn)生。

結(jié)束語

總而言之，在工程項目建設(shè)中，施工企業(yè)必須意識到大體積混凝土裂縫的重要性，要根據(jù)其成因，根據(jù)施工現(xiàn)場水文、地質(zhì)等情況，采取適宜的裂縫預(yù)防措施，科學(xué)施工。以此，提高工程整體性能與質(zhì)量，降低裂縫發(fā)生率，使其更好地投入到運行中，具有較好的“經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)”效益。

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