簡(jiǎn)析建設(shè)工程大體積混凝土裂縫防治要點(diǎn)

陳衛(wèi)星

摘 ? ?要：混凝土產(chǎn)生裂縫是目前工程建設(shè)中普遍存在的質(zhì)量通病，會(huì)降低結(jié)構(gòu)的承載力度、耐久性及抗?jié)B能力，還影響建筑物的外觀和使用年限，嚴(yán)重者將會(huì)影響到人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。裂縫防治始終是大體積混凝土施工的關(guān)注重點(diǎn)。從裂縫產(chǎn)生機(jī)理出發(fā)，對(duì)應(yīng)性地歸納了大體積混凝土裂縫的防治措施。采取這些措施可有效減小裂縫發(fā)生的概率，從而大大提高水工建筑物的使用年限。

關(guān)鍵詞：市政公用工程;大體積混凝土;裂縫防止

1 ?引言

混凝土具有良好的抗壓性能與耐久性能，在工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。隨著材料科學(xué)的進(jìn)步、社會(huì)生產(chǎn)力的提高和施工工藝水平的提升，工程結(jié)構(gòu)混凝土一次性澆筑量不斷加大，而同時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的缺陷也越發(fā)明顯，如抗拉性能差、受拉變形能力小、容易開(kāi)裂等。因此，目前在工程實(shí)施過(guò)程中，這種混凝土裂縫已經(jīng)被視為一種質(zhì)量通病，甚至作為一項(xiàng)課題被專(zhuān)門(mén)研究加以防止。

2 ?大體積混凝土的定義及種類(lèi)

（1）根據(jù)GB 50496—2018《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，我們將建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸不小于1 m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土稱(chēng)為大體積混凝土。而SL 677—2014《水工混凝土施工規(guī)范》的規(guī)定，則將工程中澆筑塊體尺寸較大、需要考慮采取溫度控制措施以減少裂縫發(fā)生概率的混凝土叫做大體積混凝土。

（2）大體積混凝土裂縫的種類(lèi)。尺寸大于1米的混凝土結(jié)構(gòu)，一般都稱(chēng)作為大體積混凝土，大體積混凝土一般都具有以下幾種基本特性：施工工藝比較復(fù)雜、混凝土的使用量比較大、混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的熱量多。一定的溫度和混凝土干縮都能夠?qū)е禄炷脸霈F(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，裂縫的程度基本可以分為貫穿、深層、表面三種，其中貫穿是最為嚴(yán)重的混凝土裂縫現(xiàn)象，其直接影響建筑的安全性能，可以說(shuō)是貫穿的裂縫現(xiàn)象直接將混凝土結(jié)構(gòu)切斷，破壞了其整體性和穩(wěn)定性。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)危害最小的裂縫是表面裂縫，但是表面裂縫也不能被忽視，一些表面裂縫也可能引起貫穿裂縫。這種裂縫對(duì)建筑工程的整體質(zhì)量會(huì)有一定的影響，但是如果能夠把混凝土裂縫控制在一定的范圍內(nèi)就不會(huì)對(duì)工程的安全性能造成威脅。一般來(lái)說(shuō)，室內(nèi)環(huán)境的最大混凝土裂縫寬度應(yīng)當(dāng)控制在0.3m以下，室外環(huán)境中的最大混凝土裂縫寬度應(yīng)該控制在0.2m以下。

3 ?大體積混凝土裂縫發(fā)生的主要原因

在大體積混凝土應(yīng)用過(guò)程中導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫的原因有很多，主要和以下幾個(gè)方面的因素相關(guān)。

3.1 ?溫度與濕度因素

在大體積混凝土材料應(yīng)用過(guò)程中首先應(yīng)當(dāng)了解其成分，混凝土的制備需要應(yīng)用水泥、水、沙石等材料。在應(yīng)用水泥的過(guò)程中需要加入水進(jìn)行攪拌，水泥與水會(huì)發(fā)生水化熱反應(yīng)，這樣就會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土在使用時(shí)釋放很多的熱量，這些熱量一部分通過(guò)逐漸散發(fā)的方式消失，另一部分也是大部分主要聚集在大體積混凝土材料的內(nèi)部，其本身散熱功能性較差，本身積聚大量熱量會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部溫度過(guò)高進(jìn)而會(huì)增加壓應(yīng)力產(chǎn)生的概率，一旦產(chǎn)生拉應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致混凝土各個(gè)位置的溫度不均勻，如果超出大體積混凝土自身的承重負(fù)荷，那么就會(huì)出現(xiàn)裂縫等問(wèn)題。此外在大體積混凝土拆模工藝中表面的溫度會(huì)出現(xiàn)迅速下降，那么也容易導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

3.2 ?混凝土本身配比等影響

混凝土在進(jìn)行使用時(shí)通過(guò)會(huì)按照一定的比例進(jìn)行攪拌和配置，不同的配比，會(huì)導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度也會(huì)出現(xiàn)一定的差異，加上混凝土自身屬于脆性結(jié)構(gòu)，具有較差的抗拉強(qiáng)度，所以在澆筑過(guò)程中容易發(fā)生裂縫，混凝土通常情況下會(huì)和鋼筋大批量進(jìn)行使用，澆筑過(guò)程中混凝土和鋼筋內(nèi)部受力存在差異，所以?xún)烧咴诮佑|的位置容易受到壓應(yīng)力、拉應(yīng)力等產(chǎn)生裂縫情形。混凝土內(nèi)部材料本身之間也會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)或者內(nèi)部承壓力，還有的受到人為因素等影響，增加發(fā)生裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。另外大體積混凝土本身由很多的材料構(gòu)成，不同的材料具有不同的特性，在澆筑過(guò)程中會(huì)對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響，如果發(fā)生化學(xué)反應(yīng)納悶就會(huì)可能導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮變形的情形，進(jìn)而導(dǎo)致體積減小。比如施工中經(jīng)常遇到的大體積混凝土出現(xiàn)干燥收縮、塑性收縮等情形，都屬于該因素影響導(dǎo)致的。此外在混凝土澆筑施工過(guò)程中由于施工方式不科學(xué)也容易導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的水分流失，如果未及時(shí)發(fā)現(xiàn)或者未及時(shí)進(jìn)行水分的補(bǔ)充，甚至受到惡劣天氣影響導(dǎo)致溫差變大等，就容易出現(xiàn)干燥收縮、塑性變形等情形。除了上述兩大因素容易導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)裂縫以外，還容易受到以下方面因素的影響：比如施工人員在進(jìn)行混凝土材料的購(gòu)置過(guò)程中沒(méi)有全面結(jié)合施工的要求選擇匹配的高質(zhì)量的施工材料，使用的施工材料未達(dá)到施工的要求，那么將容易增加裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。施工過(guò)程中一些工程技術(shù)人員通常會(huì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)開(kāi)展工作，施工前缺乏相關(guān)的培訓(xùn)，專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平和理論素養(yǎng)等未能達(dá)到施工的要求，那么在施工的過(guò)程中就可能出現(xiàn)施工失誤，從而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部強(qiáng)度失衡，出現(xiàn)裂縫。在施工過(guò)程中本身大體積混凝土內(nèi)部受到各方面的壓力較多，一旦超出材料自身的承重負(fù)荷，就會(huì)增加裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 ?施工設(shè)計(jì)問(wèn)題

路橋工程的施工設(shè)計(jì)是尤為重要的，道路混凝土厚度、材料選取、散熱等問(wèn)題都要充分考慮到。但是在實(shí)際的施工設(shè)計(jì)中工程設(shè)計(jì)師很多都是憑借自己的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定道路混凝土的厚度以及施工材料的選取，并非進(jìn)行實(shí)際的測(cè)量研究，這就會(huì)造成混凝土厚度不符合標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致了混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

4 ?大體積混凝土質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 ?是編制合理實(shí)施性強(qiáng)的施工方案

具體涵蓋：材料要求和配合比設(shè)計(jì)、支架模板及支撐搭設(shè)與拆除的穩(wěn)定、安全性措施?；炷恋臄嚢?、運(yùn)輸和澆筑方案，分層、分塊澆搗措施。在溫度控制方面將采取混凝土的測(cè)溫和降溫等措施。混凝土非沉陷裂縫的預(yù)防防止混凝土非沉陷裂縫的關(guān)鍵是混凝土澆筑過(guò)程中溫度和混凝土內(nèi)外部溫差控制。施工前應(yīng)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，對(duì)澆筑溫度和混凝土內(nèi)部的最高溫度進(jìn)行人為控制。

4.2 ?是嚴(yán)格選取施工材料

（1）根據(jù)不同的構(gòu)建來(lái)選取不同的施工材料，例如：粗骨和細(xì)骨所選用的沙石就不同，另外骨料中沙石的含量也是重要的控制對(duì)象。（2）選用合適的外加劑。通過(guò)使用外加劑能夠減少水泥的放熱速度，這樣就會(huì)使混凝土內(nèi)部的熱量不會(huì)集中在一時(shí)間段釋放，也就降低了混凝土內(nèi)外溫差。（3）可以適當(dāng)降低水泥的用量，但是水泥的減量一定要在保證混凝土的質(zhì)量的前提下進(jìn)行。

除此之外，也可以采用其他的材料來(lái)代替混凝土中的一部分的水泥，一般會(huì)在混凝土中摻加一定的礦渣粉和粉煤灰等。這些材料所放出的熱量，一般都會(huì)比水泥少，混凝土內(nèi)部的溫度也會(huì)降低，這樣也就可以防止混凝土出現(xiàn)裂縫。在選擇材料時(shí)要選擇水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥，水泥的凝結(jié)時(shí)間越長(zhǎng)混凝土散熱時(shí)間也就越長(zhǎng)，避免混凝土中的熱量集中在一個(gè)時(shí)間段而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高。

4.3 ?是著力做好大體積混凝土的濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)

一是通過(guò)外部條件讓水泥得到充分的水化，促使混凝土硬化;二是進(jìn)一步做好防護(hù)工作，防止混凝土成型后因日曬、風(fēng)吹等天氣因素的影響而出現(xiàn)超出正常范圍的收縮、裂縫及破壞等現(xiàn)象。降低水泥水化熱;選用中低水化熱的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥或粉煤灰水泥等。

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