大體積混凝土施工裂縫的成因及控制策略分析

翟中新 李斌

摘要：在現(xiàn)代建筑施工過程中，大型混凝土裂縫問題普遍存在，混凝土裂縫可導(dǎo)致內(nèi)部鋼筋銹蝕，混凝土構(gòu)件滲水，從而嚴(yán)重影響混凝土構(gòu)建的使用壽命，還會(huì)導(dǎo)致其承載力下降。雖然大體積混凝土施工裂縫問題還無法完全避免，但通過有效的防控手段和科學(xué)的施工措施，可顯著降低這種裂縫的發(fā)生率和嚴(yán)重程度。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;裂縫;策略

大體積混凝土在施工中由于表面積大、厚度較厚、一次澆注體積大等特征，極容易在施工過程中出現(xiàn)各種裂縫，嚴(yán)重影響到建筑物的安全使用，甚至和廣大群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全密切相關(guān)。文章對(duì)大體積混凝土施工中裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行了探討，并提出了一系列防治措施，這對(duì)于加強(qiáng)施工質(zhì)量的控制有著極其重要的作用。

一、建筑工程大體積混凝土的特征

大體積混凝土表示混凝土自身體積較大，實(shí)體最小尺寸不小于1m的大體量混凝土，混凝土施工時(shí)會(huì)出現(xiàn)水化熱變化，也即是混凝土的內(nèi)部與外部溫度差可達(dá)25℃。實(shí)際情況為由于大體積混凝土應(yīng)用廣泛，此類混凝土所具有的一個(gè)特點(diǎn)為自身體積增大，結(jié)構(gòu)斷面混凝土總量隨之增大，實(shí)際環(huán)境中缺乏真正采取分縫分量方法，多為提高混凝土單次使用量方法，進(jìn)而達(dá)到混凝土的使用效率與施工質(zhì)量提高的目的。另外，大體積混凝土施工質(zhì)量受到溫差的影響，內(nèi)外溫度差的變化較大時(shí)，不良影響也會(huì)更加嚴(yán)重，這就使得大體積混凝土保養(yǎng)工作存在一定難度。一般而言，在施工過程中，有關(guān)施工人員往往采用澆水、覆蓋養(yǎng)護(hù)方式，有效降低混凝土表層溫度，進(jìn)而達(dá)到混凝土保養(yǎng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，實(shí)際施工過程中，大體積混凝土采用構(gòu)造鋼筋，并付諸配筋實(shí)施。

二、造成大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因

2.1溫度變化因素影響

溫度變化造成的大體積混凝土發(fā)生裂縫的主要原因在于溫度差。大體積混凝土內(nèi)外部溫度的差異致使混凝土內(nèi)外部產(chǎn)生了不同的壓力，由于混凝土表面的散熱能力比較強(qiáng)，在大體積混凝土的外部產(chǎn)生了一種拉應(yīng)力，而在混凝土的內(nèi)部又產(chǎn)生了壓應(yīng)力，兩種力量的相互作用就導(dǎo)致了裂縫的產(chǎn)生。水泥和水在混凝土固化的過程中，由于兩者相互產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)，水熱化現(xiàn)象由此而生，由于水化熱因素的影響，混凝土內(nèi)部急劇升溫，內(nèi)外部之間的壓力會(huì)相互轉(zhuǎn)化，在大體積混凝土內(nèi)部的壓應(yīng)力隨著溫度的降低而被轉(zhuǎn)化成了拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土承受不了拉應(yīng)力的強(qiáng)度時(shí)，混凝土外部已有的裂縫會(huì)在應(yīng)力集中的情況不斷惡化，進(jìn)一步加深已有裂縫。溫度裂縫的產(chǎn)生往往不易被施工人員發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗饕霈F(xiàn)于施工的早期，并且溫度差造成的裂縫通常比較小，一般只有在拆模之后才發(fā)現(xiàn)。

2.2大體積混凝土收縮變形

大體積混凝土是由多種材料組成的，由于這些材料各自特點(diǎn)各不相同，所以在進(jìn)行澆筑的時(shí)候混凝土內(nèi)部會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，其中有些化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致混凝土收縮變形，體積變小。根據(jù)調(diào)查顯示，大體積混凝土發(fā)生收縮現(xiàn)象的主要有：干燥收縮、塑性收縮等，這些收縮現(xiàn)象在施工過程中都是比較常見的。另外，在澆筑施工的時(shí)候由于施工方式不當(dāng)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部水分流失速度較快，而且流失水分較多，這就會(huì)讓混凝土內(nèi)部較為干燥，從而發(fā)生干燥收縮。大體積混凝土發(fā)生塑性收縮的原因主要是混凝土內(nèi)部的水分流失的時(shí)候沒有進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)充，而且還受到較為惡劣天氣的影響，造成溫度差較大，從而發(fā)生塑性變形。還有一些大體積混凝土收縮現(xiàn)象是由于混凝土內(nèi)部材料之間發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)或內(nèi)部承受的壓力較大，另外還受到一部分人為的影響，這就會(huì)發(fā)生大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.3塑性收縮裂縫

混凝土處于塑性狀態(tài)，即未凝結(jié)、硬化前，由于水分蒸發(fā)等因素影響，容易出現(xiàn)塑性收縮裂縫，這種裂縫深度不大，大多出現(xiàn)在混凝土構(gòu)件表面，在大風(fēng)天或干熱狀態(tài)下發(fā)生幾率較大，裂縫長度約為20cm，寬度約為1——5mm，具有兩端長短不一、形狀互不連貫等特點(diǎn)。在高溫或大風(fēng)影響下，混凝土呈現(xiàn)塑性狀態(tài)，幾乎沒有強(qiáng)度，因此混凝土構(gòu)件容易出現(xiàn)塑性沉降收縮、早期自收縮，最終導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

三、大體積混凝土施工裂縫的防治措施

3.1 重視設(shè)計(jì)計(jì)算過程

在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行方案假設(shè)和計(jì)算時(shí)，應(yīng)對(duì)建筑物的荷載進(jìn)行詳細(xì)的分析和計(jì)算，充分考慮到各種恒荷載和可能發(fā)生的活荷載，不能漏算或計(jì)算錯(cuò)誤。對(duì)混凝土容易開裂的重點(diǎn)部位，如建筑物的深基礎(chǔ)和淺基礎(chǔ)的交接處，建筑物的高跨和低跨的連接處等部位，應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)處理，充分考慮由于地基和基礎(chǔ)差異出現(xiàn)的不均勻沉降而導(dǎo)致混凝土的應(yīng)力。同時(shí)在進(jìn)行鋼筋的配置時(shí)，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面允許和配筋率不變的前提下，應(yīng)盡量選擇較小直徑和較小間距的間距，這對(duì)預(yù)防開裂特別有利。

3.2制定合理的澆筑方案

由于混凝土自身的特性，在實(shí)際的澆筑過程中其內(nèi)部會(huì)留下大部分的熱能，從而大致體積混凝土內(nèi)部溫度較高，這就要求施工人員在進(jìn)行澆筑之前就要結(jié)合施工的情況，充分考慮可能會(huì)對(duì)澆筑過程產(chǎn)生影響的因素，從而制定科學(xué)合理的澆筑方案，并且在施工過程中嚴(yán)格按照方案進(jìn)行，這樣就能保證澆筑工作不出現(xiàn)問題，有效地降低裂縫發(fā)生的概率。另外在對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌的時(shí)候要對(duì)加水量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，不能加入較多的水，這樣會(huì)出現(xiàn)離析現(xiàn)象，也不能加入較少的水，這樣會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部含水量不足，從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，相關(guān)攪拌人員要結(jié)合實(shí)際情況，在混凝土攪拌過程中加入適量的水，這樣能夠?qū)α芽p有一定的預(yù)防作用。

3.3加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)

大體積混凝土施工屬于難度較大工程，每個(gè)環(huán)節(jié)操作都應(yīng)當(dāng)注意管理和控制，才可預(yù)防裂縫產(chǎn)生。大體積混凝土在施工之前，應(yīng)當(dāng)將施工方案結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行實(shí)地考察，對(duì)測溫點(diǎn)布設(shè)情況進(jìn)行檢驗(yàn)，并提前做好有關(guān)保護(hù)措施，預(yù)防施工過程中出現(xiàn)問題。同時(shí)需要注意的是，應(yīng)當(dāng)提前設(shè)置好測溫點(diǎn)的初始值。混凝土的施工中，應(yīng)當(dāng)在混凝土的初凝前實(shí)施二次泌水處理，有助于預(yù)防混凝土的提前脫水現(xiàn)象，進(jìn)而抑制裂縫現(xiàn)象。在完成澆筑以后，混凝土表面需覆蓋一層薄膜，并實(shí)施保溫處理。整個(gè)過程中，應(yīng)當(dāng)密切監(jiān)測溫度變化，專人負(fù)責(zé)保溫養(yǎng)護(hù)，并做好測溫記錄，避免溫度差過大，當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度差為25℃以上時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)保溫措施。大體積混凝土濕潤養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天，有條件盡量延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

結(jié)語：

大體積混凝土構(gòu)件裂縫仍然不可避免，且受到多方面因素影響，混凝土應(yīng)力、溫差等關(guān)系較為復(fù)雜，因此很難對(duì)混凝土裂縫的發(fā)生做出預(yù)判。但隨著施工工藝、設(shè)計(jì)、材料的不斷更新，現(xiàn)已初步掌握混凝土構(gòu)件裂縫的發(fā)生原因，并采取合理、有效的措施予以解決，從而使混凝土裂縫問題逐漸好轉(zhuǎn)。

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