大體積混凝土施工裂縫控制技術(shù)研究

陳卓凡

南京理工大學紫金學院智能制造學院（210023）

在建筑工程施工中，混凝土是十分重要的施工材料，其施工質(zhì)量影響著整個工程的質(zhì)量。如今，建筑工程不斷向大型化、復雜化方向發(fā)展，出于對建筑物整體受力安全的考慮，要求加大基礎(chǔ)混凝土尺寸，以確?；炷两Y(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性。而在大體積混凝土施工中，因為受到諸如技術(shù)、氣候等一系列因素影響，所以會引發(fā)裂縫問題，不僅影響了建筑工程的美觀度，還會帶來諸多安全隱患[1]。為此，在建筑工程施工中，應(yīng)重視大體積混凝土施工裂縫問題，全面分析施工裂縫的特征、成因等要素，并采取有針對性的控制技術(shù)，保證建筑工程施工質(zhì)量。

1 大體積混凝土施工裂縫類型

1.1 干縮裂縫

一般而言，在高溫條件下開展大體積混凝土施工，混凝土內(nèi)部極易積聚大量水分，由于水分蒸發(fā)情況存在極大差異，從而導致混凝土出現(xiàn)變形、開裂現(xiàn)象。混凝土干縮裂縫通常表現(xiàn)為表面性平行線狀、網(wǎng)狀淺細裂縫，裂縫寬度一般在0.05～0.2mm之間，該種裂縫常見于大體積混凝土的平面部位；在相對薄的梁板中，裂縫大多朝著短向分布，由此會在一定程度上影響混凝土的抗?jié)B性，進而影響混凝土的承載力和耐久性[2]。

1.2 溫度裂縫

水泥遇水會發(fā)生水化熱反應(yīng)，進而產(chǎn)生大量熱量。倘若在大體積混凝土施工中，混凝土水熱化形成的熱量難以得到有效、及時散發(fā)，并聚積于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，便會致使混凝土內(nèi)外部產(chǎn)生一定的溫差，進而形成拉應(yīng)力。若溫差形成的應(yīng)力超過混凝土自身強度，便極易產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫常見于混凝土凝結(jié)硬化環(huán)節(jié)。

1.3 沉陷裂縫

沉陷裂縫也是建筑工程大體積混凝土施工中常見的一種裂縫類型。沉陷裂縫主要由建筑物下方土質(zhì)松軟、土質(zhì)分布不均、回填土質(zhì)量不過關(guān)等原因造成。澆筑模板剛性不足、支撐間距偏大，也極易使得混凝土出現(xiàn)沉陷裂縫。這一現(xiàn)象在冬季的北方凍土地區(qū)尤為常見，倘若模板位置選擇不合理，也就是將模板支撐在凍土上，等到凍土融化后即會引發(fā)不均勻沉降問題，進而使混凝土出現(xiàn)裂縫問題。沉陷裂縫大多為深進、貫穿性裂縫，沉陷與土壤走向息息相關(guān)，一般情況下，裂縫與地面保持垂直，或呈30°～45°角。另外，裂縫的寬度與土壤沉降水平也存在緊密聯(lián)系。不過在地基沉降趨于穩(wěn)定后，沉陷裂縫同樣會進入穩(wěn)定狀態(tài)。

2 大體積混凝土施工裂縫形成原因

建筑工程大體積混凝土施工裂縫形成涉及多個不同方面的原因，總體而言包括下述幾方面。

2.1 混凝土原材料因素

混凝土主要由水泥、水、砂、石等原料構(gòu)成。在調(diào)配混凝土時，要求將該部分原料基于相應(yīng)的比例進行配比并充分攪拌，進而制成混凝土。在這一過程中，水泥與水接觸后會發(fā)生水化熱反應(yīng)，并釋放大量的熱量，而由于一些熱量沒有得到充分散發(fā)，并聚積于混凝土內(nèi)部，如此一來，便會造成混凝土內(nèi)外產(chǎn)生一定溫差，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，進而造成混凝土出現(xiàn)裂縫。換言之，大體積混凝土施工裂縫形成與水泥的種類、用量、強度等因素相關(guān)。

2.2 結(jié)構(gòu)特性因素

混凝土具有拉應(yīng)力、壓應(yīng)力的特征，盡管其可承受相應(yīng)的壓應(yīng)力，而受混凝土水泥水化作用影響，拉應(yīng)力會發(fā)生顯著變化，倘若其超出混凝土承受拉應(yīng)力范圍，即會出現(xiàn)混凝土裂縫。

2.3 收縮變形因素

水灰比、混凝土凝結(jié)時間等因素都與大體積混凝土施工質(zhì)量有著緊密聯(lián)系。在混凝土拌合原料組分中，水的密度相對偏小。在混凝土澆筑成型后，部分密度更大的固體顆粒會不斷向下沉積，水則會向上浮動，部分水會蒸發(fā)掉，部分水則會在粗骨料、鋼筋之間產(chǎn)生水囊，隨著時間的推移，在混凝土體積收縮時，便會產(chǎn)生收縮應(yīng)力，進而出現(xiàn)裂縫問題。

3 大體積混凝土施工裂縫控制技術(shù)應(yīng)用

3.1 合理控制混凝土原材料

為防止大體積混凝土出現(xiàn)施工裂縫問題，首先應(yīng)從混凝土原材料控制著手。在選擇水泥的過程中，應(yīng)盡可能選用收縮小、具備微膨脹性的水泥，此類水泥可形成一定的預(yù)壓應(yīng)力，由此可有效應(yīng)對因水泥與水反應(yīng)形成的水化熱而帶來的拉應(yīng)力影響，進一步增強大體積混凝土的抗裂能力。在選擇骨料的過程中，應(yīng)盡可能選用線膨脹系數(shù)小、巖石彈性模量低的骨料，進而實現(xiàn)小孔隙率，縮減水泥用量，顯著降低水化熱的影響，防止出現(xiàn)裂縫問題。同時，在混凝土中添加摻合料也可起到控制裂縫的作用，通過延長混凝土凝結(jié)時間、降低水化熱反應(yīng)速率，進一步提升混凝土抗裂性能。不過各式各樣摻合料的作用各不相同。因為粉煤灰可產(chǎn)生火山灰效應(yīng)、滾珠效應(yīng)，所以在混凝土中添加適量的粉煤灰可不同程度提升混凝土的性能。比如，當粉煤灰的添加比例在20%以下時，混凝土早期抗壓強度縮減幅度在15%以內(nèi)；當粉煤灰的添加比例在20%～40%時，可提升混凝土的諸多性能，但早期強度下降明顯，并且抗碳化、抗凍性能也相對下降；而當粉煤灰的添加比例達到50%以上時，可降低35%的水化熱影響[3]。此外，還應(yīng)合理控制水的用量。大體積混凝土強度有限，選用高效減水劑，縮減單位用水量，便可降低混凝土溫度，由此不僅可減少材料用料，還可提升混凝土的極限拉伸值和強度。

3.2 合理控制混凝土拌合

在選擇好混凝土原材料后，將原材料送至拌合站開展加工處理。在混凝土拌合前，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)開展檢驗工作，即結(jié)合相關(guān)要求、規(guī)范，對水泥等各類原材料進行性能、質(zhì)量檢驗。在此期間，如果出現(xiàn)水泥無復試報告等情況，應(yīng)及時上報，不允許其進場，為后續(xù)混凝土澆筑奠定良好基礎(chǔ)。倘若原材料性能、質(zhì)量檢驗過關(guān)，則可依照規(guī)定要求進行混凝土拌合。在這一過程中，還要求技術(shù)人員對大體積混凝土與一般混凝土進行有效區(qū)分，并對混凝土拌合過程進行嚴格把控。

3.3 合理控制混凝土澆筑質(zhì)量

為實現(xiàn)對大體積混凝土澆筑質(zhì)量的合理控制，可從下述幾方面著手。一是分段分層澆筑。對于大體積混凝土而言，應(yīng)由上至下、分段分層地開展?jié)仓?，以此確保混凝土澆筑質(zhì)量滿足相關(guān)標準規(guī)范要求[4]。二是全面分層澆筑。倘若所澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)厚度偏大，則澆筑應(yīng)采用全面分層方式，等到澆筑的混凝土層初凝后，才能開展下一層混凝土的澆筑。三是斜面分層澆筑。在此環(huán)節(jié)，應(yīng)對大體積混凝土振搗操作流程進行合理控制，有序向上推進。

3.4 合理控制混凝土溫度

為實現(xiàn)對大體積混凝土溫度的合理控制，可從下述兩方面著手。一是內(nèi)部控制。在對大體積混凝土開展降溫處理前，應(yīng)預(yù)先將降溫水管埋設(shè)于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部；等到澆筑完畢后，通過外接注水，以達到為混凝土進行降溫的目的。這一控制手段不僅可節(jié)約水資源，經(jīng)降溫水管排出的水還可用于混凝土養(yǎng)護環(huán)節(jié)。有時候，可能自然注水無法達到有效的降溫效果，為此，可借助增壓泵對外接注水管進行加壓處理。二是外部控制。對大體積混凝土表面進行抹平處理后，還應(yīng)結(jié)合施工要求，進一步對混凝土開展保溫保濕處理，通?？刹捎娩佋O(shè)養(yǎng)護毯、土工布和塑料薄膜等方式，以達到表層保溫保濕的效果[5]。

4 結(jié)語

總而言之，在建筑工程大體積混凝土施工中一旦產(chǎn)生裂縫問題，勢必會對建筑工程的整體質(zhì)量造成不利影響，施工人員在施工中應(yīng)有效應(yīng)用大體積混凝土施工裂縫控制技術(shù)，從不同角度、不同方面對各項技術(shù)進行嚴格落實，從而實現(xiàn)對裂縫問題的有效控制，保障大體積混凝土施工質(zhì)量。