大體積混凝土開裂的成因及防裂措施

許延飛

[摘 要]時(shí)代的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步讓大體積混凝土的施工技術(shù)得到很大提高，因?yàn)榇篌w積混凝土的施工質(zhì)量會(huì)直接影響建筑工程的功能使用，為了將大體積混凝土施工過程中遇見的結(jié)構(gòu)裂縫問題進(jìn)行有效的解決，文章通過對(duì)施工技藝上的探討，及對(duì)問題的解決措施進(jìn)行整理，望能給施工技術(shù)人員帶來幫助。

[關(guān)鍵詞]大體積混凝土；裂縫原因；防裂措施

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）30-0137-01

在建筑工程實(shí)際施工過程中，大體積混凝土在施工完成后常常會(huì)出現(xiàn)裂縫的問題，裂縫不僅會(huì)導(dǎo)致建筑物抗?jié)B能力出現(xiàn)降低的情況，也會(huì)在很大程度上影響建筑物的使用功能，甚至?xí)霈F(xiàn)鋼筋銹蝕或是混凝土碳化的問題。這些情況的發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致材料上的耐久性降低，結(jié)構(gòu)件承載能力也會(huì)被相應(yīng)的削弱。

1、大體積混凝土裂縫形成原因分析

由于外荷載（靜、動(dòng)荷載）作用產(chǎn)生的直接應(yīng)力及各種結(jié)構(gòu)次應(yīng)力超過混凝土抗拉極限強(qiáng)度時(shí)而產(chǎn)生的裂縫。混凝土的抗拉強(qiáng)度很小而抗壓強(qiáng)度很大，因此，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，一般要求只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力或者不出現(xiàn)拉應(yīng)力（如重力壩的設(shè)計(jì)），經(jīng)設(shè)計(jì)上的充分考慮，那么由于外荷載引起的大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫很少?；炷恋氖湛s變形而產(chǎn)生裂縫，收縮變形主要有干燥收縮變形和塑性收縮變形兩個(gè)方面?；炷猎谟不埃幱诘臓顟B(tài)就是塑性狀態(tài)，上部的混凝土如果均勻沉降受到限制，當(dāng)它的垂直方向減縮難度低于水平方向減縮難度時(shí)，就容易形成一些不規(guī)則的塑性收縮裂縫。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，隨著混凝土結(jié)構(gòu)的大型化及施工速度上的加快，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的重要原因要?dú)w結(jié)于水泥水化熱產(chǎn)生的溫度應(yīng)力引起的。同時(shí)，由于傳熱效果差，其厚度、體積均較大，水泥水化過程中產(chǎn)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部較長(zhǎng)時(shí)間不易散失，形成較大的溫差和溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力和溫差成正比，溫差越大，溫度應(yīng)力也越大。此外，大體積混凝土施工期間，外界氣溫的升降都會(huì)造成過大的溫度應(yīng)力。

2、大體積混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

由上節(jié)分析可知，大體積混凝土材料自身的性能是引起開裂的主要因素，如何采取措施降低混凝土的溫度應(yīng)力以及收縮應(yīng)力，是大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中十分重要的課題。在大體積混凝土施工過程中，除了應(yīng)滿足一般混凝土結(jié)構(gòu)施工中對(duì)工作性和強(qiáng)度要求外，還應(yīng)注重對(duì)新拌混凝土的抗裂性要求，即應(yīng)選取適當(dāng)?shù)脑牧?、恰?dāng)?shù)呐浜媳?、合理的施工工藝來進(jìn)行溫度控制和收縮控制，從而減小應(yīng)力，防止裂縫發(fā)生。

2.1 原材料選擇及配合比設(shè)計(jì)

大體積混凝土在施工過程中，由于施工涉及的步驟很繁雜，并且混凝土在澆筑過程中，內(nèi)部溫度升高速度比較快，而混凝土外表面的溫度又很容易降低，這樣的溫度差別就會(huì)造成混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。在對(duì)混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除滿足設(shè)計(jì)、施工要求的同時(shí)，也要將水泥用量進(jìn)行最大限度的減少，水泥量的減少可以有效的降低大體積混凝土絕熱溫升帶來的裂縫問題發(fā)生率。

在技術(shù)上要設(shè)置較高的大體積混凝土施工質(zhì)量保證措施。在實(shí)際的施工過程中要對(duì)水泥的高活性進(jìn)行嚴(yán)格的要求。與此同時(shí)，水泥還要具備低發(fā)熱的性能。為了使建筑工程上的要求能夠得到滿足，此時(shí)工程項(xiàng)目的施工團(tuán)隊(duì)，可以選擇具有高模細(xì)度礦渣粉與高強(qiáng)度硅酸鹽水泥開展施工上的步驟，混凝土施工過程中的熱膨脹系數(shù)與集料的膨脹系數(shù)具有很大的關(guān)聯(lián)性，所以在實(shí)際施工過程中，施工人員應(yīng)選擇熱膨脹系數(shù)較低的集料，這樣與混凝土配制出來的施工材料也會(huì)擁有較低的熱膨脹系數(shù)，熱膨脹系數(shù)得到有效的控制以后，就可以有效的降低混凝土裂縫問題的出現(xiàn)，

通過建筑工程實(shí)例上的分析，可以知道混凝土中選擇粒徑相對(duì)于較大的粗骨料與細(xì)度模數(shù)較高的中粗砂進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)、在拌和過程中減少水分的含量等措施就可以減少水泥的用量，也就可以在很大程度上將混凝土收縮導(dǎo)致的裂縫頻率進(jìn)行降低。在水泥攪拌的過程中加入一定數(shù)量的摻合料，就能有效降低水泥發(fā)熱量或是延緩發(fā)熱的時(shí)間，這樣的處理可以有效緩解混凝土的溫升程度。一般情況下，許多建筑工程在混凝土攪拌過程中摻入粉煤灰，由于粉煤灰在性質(zhì)上屬于水化活性低的建筑施工材料，粉煤灰的摻入可以有效的降低大體積混凝土溫升的速率，但是與此同時(shí)，混凝土上的抗拉強(qiáng)度與極限拉伸值也會(huì)隨溫升率的降低而出現(xiàn)減少的情況，這就要求建筑施工上的工作人員在施工初期就對(duì)抗裂要求進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，并對(duì)粉煤灰的摻入量進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，采用此種措施可以保證混凝土施工裂縫問題得到有效的控制，并且也能讓混凝土的抗拉伸性保持原有的數(shù)值。施工團(tuán)隊(duì)也可以采用在混凝土中加入引氣劑或者減水劑，讓混凝土的抗拉強(qiáng)度不受粉煤灰用量的影響。

2.2 施工工藝

建筑工程在實(shí)際的施工過程中，如果遇到溫度較低的天氣，建筑施工上的施工環(huán)節(jié)開展就產(chǎn)生相應(yīng)的影響。一般情況下，當(dāng)砂石與水的溫度降低1℃時(shí)，混凝土的溫度會(huì)隨之降低0.5℃左右。為了保證混凝土在建筑施工過程中減少出現(xiàn)裂縫的質(zhì)量情況，建筑施工人員就應(yīng)對(duì)混凝土實(shí)施降溫處理，所采取的處理措施應(yīng)該在混凝土拌和過程中實(shí)施。最簡(jiǎn)單的方法就是摻入冷卻水或是摻加一定數(shù)量的冰屑。地籠取料上的施工工藝是將已經(jīng)篩好的骨料進(jìn)行分堆處理，并將放置骨料的地籠存放在地面以下，這樣的處理可以利用夏季地表溫度低于氣溫的原理，將骨量的溫度進(jìn)行降低。與此同時(shí)，施工人員還可以根據(jù)建筑工地的實(shí)際情況選用冷水法或是風(fēng)冷法，對(duì)骨料進(jìn)行預(yù)冷上的處理。

施工團(tuán)隊(duì)在冬季開展大體積混凝土施工上的環(huán)節(jié)時(shí)，為了防止混凝土出現(xiàn)凍結(jié)的情況，在混凝土進(jìn)行拌和的過程中需要將水進(jìn)行加熱處理，滿足混凝土出機(jī)溫度上的要求，如果建筑施工周圍的溫度降到了0℃以下，此時(shí)施工團(tuán)隊(duì)就需要將水和細(xì)骨料都進(jìn)行加熱上的處理，但加熱過程中還要控制水的溫度，最高不能超過75℃，一旦超過這個(gè)溫度，工程上的施工質(zhì)量就會(huì)相應(yīng)的受到影響，不利于施工環(huán)節(jié)上的開展。

大體積混凝土在施工方法上主要分為三種：一種是全面分層，另外兩種分別是分段分層與斜面分層。在實(shí)際施工過程中為了防止?jié)仓h(huán)節(jié)遇到溫度回升的情況，施工人員應(yīng)將混凝土澆筑過程中的施工速度進(jìn)行控制，在最短的時(shí)間內(nèi)將新的混凝土覆蓋在舊的施工面上，與此同時(shí)，還應(yīng)采用臺(tái)階式澆筑法把混凝土澆筑過程中下層混凝土暴露時(shí)間進(jìn)行縮短上的處理。在冬季施工過程中，為了減少熱量上的損失，施工人員可以采取蓄熱法或是暖方法開展施工。

3、結(jié)語

大體積混凝土在實(shí)際施工過程中，會(huì)經(jīng)常遇到結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)開裂的問題，這些產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象目前不能得到根治上的處理，只能在施工過程中進(jìn)行有效的控制。這就要求在建筑施工過程中，施工人員積極的對(duì)大體積混凝土的施工工藝、方法進(jìn)行革新與探索，才能使裂縫出現(xiàn)的頻率與程度得到有效的控制。

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