大體積砼施工裂縫的控制技術

尚良輝 中國能源建設集團廣東火電工程有限公司工程師

隨著我國建筑工程施工技術的不斷進步，大體積砼施工技術已經被廣泛應用于道橋、房屋、電廠等工業類建筑工程的項目施工中，且效果顯著。雖然大體積砼具有諸多施工優勢，但其體積較大、抗壓能力差、自身重量較重、極易開裂，一旦出現裂縫，將嚴重影響建筑工程施工的整體質量。加強對大體積砼施工裂縫的重視，剖析施工裂縫形成的主要原因，并積極采取可靠的針對性措施予以防控是當務之急。

1 大體積砼施工裂縫產生原因

1.1 安定性裂縫

在一些電廠等工業廠房施工中，特別是在電廠框架基礎、汽機機座大體積砼施工中，往往會出現安定性裂縫[1]。安定性裂縫形成的主要原因是施工所選用的大體積砼的材料不符合相關質量標準，這極易引發廠房表面大面積龜裂情況出現。水泥材質是大體積砼的主要組成材料，水泥材質或施工配比不合規范，會導致大體積砼在內部降溫時出現一定的縮小現象。一般情況下，混凝土的體積越大，其縮小就越明顯。在這種情況下，如果大體積砼再遭受外力作用，混凝土內部便會出現收縮應力，一旦應力超出混凝土本身的承受能力，便會出現安定性裂縫。

1.2 大體積砼內外溫差大

大體積砼內外溫差大極易形成溫差裂縫。這類裂縫形成的主要原因是大體積砼中的主要材料水泥在遇水后會因發生化學反應而使大體積砼內部釋放大量熱量。由于內部熱量在短時間內無法盡快散去，需要從混凝土外部逐步降溫，這樣很容易造成降溫時大體積砼內外溫差過大，砼裂縫由此形成。通常情況下，大體積混凝土澆筑后的3 ～4 天內或拆模前后會出現水泥遇水釋放熱量的現象，造成混凝土內部的溫度居高不下。若要實現降溫的效果，就必須著手從外部降溫。在降溫過程中，大體積砼內部溫度高，外部溫度低，內部會因熱脹冷縮原理而過度膨脹，這加劇了裂縫的產生。特別是在冬季施工，為了控制裂縫出現，施工人員要嚴格按照相關工藝標準對混凝土出罐溫度以及入槽溫度進行控制，并做好混凝土凝結前與凝結后的養護工作[2]。

1.3 混凝土收縮引發裂縫

混凝土收縮裂縫包括自收縮裂縫、塑性收縮裂縫與干燥收縮裂縫等幾種。混凝土配置過程中，存在相應的自收縮的情況。自收縮后，混凝土內里與表面會出現凝膠，這在一定程度上降低了大體積砼中水泥漿體的絕對體積并導致固相體積增加。在這種情況下，大體積砼自收縮裂縫便會形成。混凝土攪拌過程中，攪拌失水現象時有發生，如果混凝土表面失水超出一定的數值范圍，就會出現因混凝土毛細管存在負壓力而導致的混凝土漿體塑性收縮。塑性收縮愈演愈烈，會進一步引發裂縫的產生。此外，大體積砼施工還易出現混凝土干燥裂縫。在干燥的過程中，由于混凝土水分不斷流失，漿體的相對溫度發生變化，干縮程度加快，這助長了裂縫的形成。

1.4 養護不當

收縮開裂是大體積砼施工中常見的裂縫問題。這一情況出現的主要原因在于施工養護不到位。大體積砼施工后，混凝土自身的水分蒸發較快，加之周邊溫度和風速等因素加速了混凝土水分流失，而保溫與保濕養護十分必要。在養護過程中，由于部分施工人員未按照嚴格的養護標準并在最佳的時間段內進行保溫與保濕養護，這直接引發因溫度變化、保濕不當而出現的混凝土裂縫。因此，施工時一定要做好混凝土保濕與保溫養護工作，以控制大體積施工裂縫的出現。

1.5 振搗方式不科學

如果大體積砼在凝固后不久就出現裂縫，這很可能是由于施工過程采用了不當的振搗方式而導致的。混凝土過度振搗可能會出現離析現象，一旦混凝土膠凝材料與骨料分離，混凝土中的粗骨料就會出現下沉。下沉粗骨料難以與砂漿緊密融合，這會導致大體積砼施工中因混凝土材料施工不達標而出現裂縫。另外，混凝土欠振不利于保持混凝土良好的塌落度，這會引發裂縫出現。例如，混凝土欠振會出現混凝土塌落度增大，塌落度較大會造成混凝土上實下虛，繼而間接導致裂縫形成。

2 大體積砼施工裂縫的控制技術

2.1 控制大體積砼的組成材料

大體積砼施工裂縫的形成與砼的組成材料密切相關，應在確保施工設備安全與施工質量得以保障的前提下，控制大體積砼的組成材料[3]。

首先，要合理科學地優選材料。砼的內部應具有較強的抗熱、高強、抗裂性能，而外部則應具有抗蝕、抗凍、耐摩擦等性能。為了提高砼的以上性能，應優選大體積砼的組成材料。在選擇水泥材料時，砼的內部可選擇低溫礦渣水泥，而外部可采用抗硫酸鹽水泥等材質。在選擇水泥拌和材料時，應優選緩凝劑、減水劑等添加劑，以延緩水泥水化，降低混凝土的絕熱溫升，避免干裂現象出現[4]。

其次，可以適當添加粉煤灰。粉煤灰能夠在一定程度上代替部分水泥，混凝土水化反應時會出現大量熱量，而粉煤灰的添加能夠適當降低這些熱量，防止因混凝土內外溫差較大而出現溫差裂縫。粉煤灰具有抑制混凝土收縮的功能。混凝土中粉煤灰的摻加量少于30%時，粉煤灰并不能更好地抑制混凝土收縮，而超過30%后，其抑制收縮的功效明顯增強。因此，施工技術人員應控制好粉煤灰摻加量，防止混凝土收縮裂縫的出現。

2.2 利用溫度調節

溫差裂縫是大體積砼施工常見的裂縫，施工人員可利用溫度調節方式抑制此類裂縫的形成。可以設置測溫點，嚴格監控混凝土內外部溫度。要在大體積砼混凝土的上、中、下部位每隔5 m 設計測溫點，并確保每隔2 小時對溫度進行測量，力求內外部溫差不超過25℃。還可在混凝土內部設置冷卻水管，必要時進行內部降溫。

在澆筑過程中，應嚴格控制澆筑入模溫度。通常情況下，混凝土澆筑入模溫度應小于等于25℃。在澆筑方法的選擇上，可根據工程施工所用到的大體積砼的具體情況選擇合適的澆筑方法——分層澆筑。分層澆筑中，對體積過大的混凝土進行澆筑時應嚴格控制每層澆筑的厚度和澆筑的時間間隔。例如，每層澆筑厚度數值應在50 cm 上下，不能過厚，也不能過薄。澆筑的時間應至少間隔10 天。混凝土終凝后會有一定的鑿毛時間，為了防止裂縫出現，這一時間要盡可能縮短。要達到這一目的，可在上一層混凝土初凝之后、終凝之前對混凝土表面的浮漿進行沖洗、處理。值得注意的是，在下層混凝土澆筑前的接縫處和新澆筑混凝土層中還應進行溫度筋以及防裂筋設置。

2.3 優化大體積砼施工

合理施工是規避大體積砼施工裂縫的重要手段。施工不當會加大砼塑性收縮和干燥收縮的概率，繼而對整個工程建設的質量造成嚴重影響。首先，在冬夏季施工應采用科學的方式。夏季施工應建立封閉型砂石料儲料倉。儲料倉的建立可使施工材料如水泥的內部熱量充分散發。夏季施工過程中，應采用較低溫度的水對施工材料進行拌和。必要時可采用具有一定冷卻能力的制冷劑適當進行拌合水降溫。

冬季施工應重點防凍，避免大體積砼施工過程中出現急劇的溫度階梯。施工應采用溫水進行混凝土拌和，以避免混凝土受凍結冰；氣溫不高于-5℃時，應使用摻加防凍增強劑的混凝土，并嚴禁向預拌混凝土中任意加水；澆筑后應及時覆蓋薄膜或草袋來養護，以防受凍。其次，混凝土施工應避免熱量倒灌。混凝土熱量倒灌是大體積砼夏季施工的常見問題。為了防止因熱量倒灌而導致混凝土塑性收縮與干燥收縮，施工過程中應在混凝土罐車上設計反光裝置或覆蓋保溫材料，以降低裂縫發生的概率。同時，混凝土澆筑后應及時覆蓋保溫材料進行保溫，以抑制混凝土內部水化熱的散發。最后，把控好混凝土澆筑時期。混凝土澆筑應盡量避開溫度過高或過低的天氣，選擇氣溫舒適的時間進行澆筑[5]。

2.4 加強砼的養護

施工后對混凝土進行及時有效的養護，是控制大體積砼施工裂縫的主要手段，重點應做好保濕養護以及保溫養護工作。施工后，施工人員應用塑料薄膜對混凝土表面進行包裹。除了使用塑料薄膜外，還可以運用其他能達到保濕效果的材料來替代塑料薄膜，如棉氈、麻袋等也能達到保濕效果[6]。混凝土澆筑后要及時養護，可利用市面上流行的養護劑在混凝土硬化的早期對其進行相應的保溫與保濕。大體積砼在25 ～40℃的潮濕環境中，其抗拉強度以及極限拉伸強度更強，更不易因遭受外力或內部壓力而出現裂縫。在保濕時，可采用噴涂薄膜養生液、覆蓋節水保濕養護膜、適當噴淋灑水等方式來提高大體積砼的柔韌度以及抗壓強度。例如，在噴涂薄膜養生液時，可將氯乙烯樹脂料溶液在混凝土的表面均勻噴涂，避免漏噴。

2.5 采用合適的振搗方式

混凝土欠振或過振都會導致裂縫出現，因此施工人員在施工中一定要采用合適的振搗方式，科學進行混凝土振搗。澆筑時，如果混凝土的表面出現泛漿現象，就應立即停止振搗；在振搗過程中，要確保振搗均勻密實，不能出現混凝土上松下實現象，同時還應嚴禁漏振或過振現象的出現；振搗后，要對大體積砼表面進行抹平、壓光處理，一次抹壓后如果不能達到振搗工藝標準要求，還應進行二次抹壓，以提高振搗質量，進一步控制大體積砼施工裂縫的產生。

3 結語

裂縫是大體積砼施工的常見問題，裂縫的出現嚴重影響建筑物使用功能發揮以及使用壽命長短。在現代建筑工程施工中，大體積砼施工裂縫形成的原因是多方面的，建筑施工人員在施工中應認真剖析裂縫產生的原因，全方位、多角度、立體化實現對大體積砼施工裂縫的控制。為了消除大體積砼施工中潛在的裂縫安全隱患，相關人員應著重從控制砼的組成材料、利用溫度調節、優化大體積砼施工、加強砼的養護以及采用合適的振搗方法等來落實，以實現對施工裂縫的更有效控制。