關(guān)于大體積混凝土防裂技術(shù)措施的探究

邱毓財(cái)

（福建天映建設(shè)有限公司， 福建 廈門(mén) 361000）

1 大體積混凝土的定義

混凝土構(gòu)造實(shí)體最小的幾何大小不能小于1 米的大體量混凝土，還有計(jì)算容易因?yàn)榛炷林心z凝材料水化出現(xiàn)的溫度改變與收縮容易造成有害裂縫出現(xiàn)的混凝土，就叫做大體積混凝土。在目前的建筑設(shè)計(jì)中能夠看到大體積混凝土施工，比如高層樓房、大型設(shè)備基礎(chǔ)以及水利大壩等。其特征是體積大，其表面系數(shù)很小，水泥水化熱釋放十分集中，其中升溫十分快?；炷羶?nèi)外的溫度差很大時(shí)，容易讓混凝土出現(xiàn)溫度裂縫，讓結(jié)構(gòu)的安全性受到威脅，無(wú)法正常應(yīng)用。因此，一定要在根源上分析，確保實(shí)施工程的質(zhì)量[1]。

2 混凝土裂縫的基本分類

2.1 塑性收縮裂縫

混凝土澆筑完成以后的很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，混凝土拌合物一般是塑性狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候由于溫度以及風(fēng)的影響導(dǎo)致失去表面水分，在水分蒸發(fā)的速度比混凝土泌水的速度快時(shí)，就容易出現(xiàn)塑性收縮應(yīng)力，如果這樣比混凝土抗拉強(qiáng)度大的時(shí)候出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題，就可以叫做塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫一般不具備規(guī)則方向，混凝土抗拉強(qiáng)度很低的地方，就會(huì)在這個(gè)地方的位置形成裂縫?；炷了苄允湛s裂縫是因?yàn)榛炷涟韬衔餄仓?，其表面的水分迅速蒸發(fā)而導(dǎo)致失去水分，所以這樣的裂縫能夠在混凝土澆筑之后處在塑性狀態(tài)所有時(shí)間內(nèi)構(gòu)成，混凝土使用的水很多，使用的水泥也很多，砂率大，澆筑完成以后空氣濕度很低，水分會(huì)快速蒸發(fā)等，這幾種原因容易出現(xiàn)塑性收縮[2]。

2.2 干燥收縮裂縫

混凝土拌合物中的水通常有三個(gè)用途，一是滿足水泥水化的需要，二是吸附在固體顆粒表面起潤(rùn)濕作用，三是提高混凝土的工作性。一般來(lái)說(shuō)，水泥完全水化僅需要其質(zhì)量23%～25%的用水量，在混凝土拌合物中，為了獲得滿意的工作性，混凝土用水量會(huì)大于水泥水化作用需要的水?；炷涟韬衔镏械挠坞x水蒸發(fā)后，在混凝土內(nèi)部留下很多毛細(xì)孔，使混凝土產(chǎn)生體積收縮?；炷磷陨硭囊矔?huì)造成混凝土自身的收縮，混凝土硬化后由于天氣太熱出現(xiàn)水分流失，而存在干燥收縮的問(wèn)題，混凝土逐漸硬化時(shí)期以后，硬化時(shí)期干燥收縮也會(huì)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題[3]。

2.3 塑性沉降裂縫

在混凝土澆筑后，密度較大的骨料物質(zhì)逐漸下沉，密度較小的物質(zhì)產(chǎn)生相對(duì)上浮的運(yùn)動(dòng)。密度較大的骨料在下沉過(guò)程中受到鋼筋的阻隔向鋼筋兩側(cè)偏移，造成鋼筋上方形成抗收縮能力較差砂漿層。在鋼筋保護(hù)層較薄時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)塑性沉降裂縫，這種裂縫一般較寬且深，一直延續(xù)到鋼筋或者貫穿。由于混凝土拌合物保水性差，混凝土澆筑后在表面產(chǎn)生明顯的泌水，在粗骨料和鋼筋的下方也會(huì)形成水囊，形成抗裂強(qiáng)度差的薄弱區(qū)?；炷涟韬衔锏膭蛸|(zhì)性差、坍落度偏大是造成塑性沉降裂縫產(chǎn)生的主要原因，在滿足混凝土工作性的情況下，盡量降低混凝土坍落度，提高混凝土粘聚性和保水性，防止混凝土泌水離析[4-5]。

2.4 溫度原因出現(xiàn)裂縫

因?yàn)闇囟榷霈F(xiàn)裂縫，主要為水泥出現(xiàn)熱化以及溫度太高發(fā)生的，大多數(shù)狀況下和構(gòu)造面做到垂直，在澆筑大體積混凝土?xí)r，水泥水化熱無(wú)法釋放，混凝土表面和內(nèi)部產(chǎn)生溫差或降溫速度過(guò)快，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生表面裂縫或貫穿裂縫。

3 大體積混凝土發(fā)生裂縫的因素

3.1 混凝土抵抗拉力的效果很弱

大體積混凝土的特性是脆性建筑材料，具備巨大的抵抗壓力的效果，但其具體抗拉伸效果很低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其抗壓能力為抗拉能力的10 倍左右，其極限的拉伸力未達(dá)到1×10-4，所以，如果混凝土溫度很高出現(xiàn)拉應(yīng)力，就會(huì)導(dǎo)致拉力強(qiáng)度存在裂縫。

3.2 混凝土面上存在裂縫

將混凝土澆筑以后，水泥會(huì)存在水化熱情況，大體積的混凝土存在的溫度容易迅速提高，如果混凝土中水泥的熱不能發(fā)散完全，造成混凝土溫度迅速提高，如此會(huì)構(gòu)成混凝土里面和外面構(gòu)造的溫度差別，外部會(huì)構(gòu)成拉應(yīng)力，里面會(huì)構(gòu)成壓應(yīng)力?；炷辆哂泻艽蟮奶淝闆r，同時(shí)，若外面水分蒸發(fā)混凝土體積會(huì)干燥收縮，這兩個(gè)狀況導(dǎo)致表面裂縫。

4 大體積混凝土防裂技術(shù)探究

4.1 減小混凝土內(nèi)外溫差

測(cè)量溫度的區(qū)域需要設(shè)置在一部分范疇之內(nèi)，按照底板的對(duì)稱，開(kāi)設(shè)幾個(gè)檢測(cè)地點(diǎn)，將其作為范疇去監(jiān)督總體底板溫度的改變。同時(shí)，可在基坑內(nèi)設(shè)3-4 個(gè)溫度計(jì)，測(cè)定環(huán)境溫度。全部工作檢測(cè)地點(diǎn)需要運(yùn)用熱電偶補(bǔ)充導(dǎo)線以及設(shè)計(jì)在測(cè)驗(yàn)室的微機(jī)數(shù)據(jù)收集互相聯(lián)系，溫度監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)從收集儀器解決以后自動(dòng)進(jìn)行打印，以此作研究調(diào)整施工各階段控溫措施的依據(jù)，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。在混凝土運(yùn)輸過(guò)程中，盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間，對(duì)泵管采取防曬措施?？刂片F(xiàn)場(chǎng)混凝土入模溫度為30℃以內(nèi)，有效控制施工過(guò)程中的溫升，為確?；炷临|(zhì)量澆筑中嚴(yán)格把關(guān)，避免產(chǎn)生不必要的工程質(zhì)量問(wèn)題。根據(jù)整體連續(xù)澆筑的原則，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇具體施工方案，考慮施工時(shí)間與混凝土的運(yùn)輸和等候時(shí)間，來(lái)選用適宜外加劑滿足連續(xù)澆筑的需要[6-7]。在混凝土的連續(xù)澆注中最重要是降低因水化熱發(fā)生的內(nèi)外溫差，以此減少裂縫產(chǎn)生的機(jī)率。

4.2 優(yōu)化混凝土分配比例

減水劑實(shí)際作用是健全混凝土的和易性，讓水灰比變低，讓混凝土強(qiáng)度變高或者維持混凝土的強(qiáng)度過(guò)程中讓水泥使用量變少，讓水灰比逐漸變低，水泥使用量的變少避免裂縫這是特別有好處的。緩凝劑的作用：第一，讓混凝土放熱最高值存在的時(shí)間變短，因?yàn)榛炷恋某潭热菀装殡S時(shí)間長(zhǎng)短逐漸變大，因此釋放熱量最高值存在的時(shí)候，混凝土強(qiáng)度就逐漸變大，裂縫存在的概率；第二，改進(jìn)和易性，讓運(yùn)送的整個(gè)過(guò)程塌落程度損失降低。

4.3 確?；炷涟韬衔镔|(zhì)量穩(wěn)定

水泥因?yàn)闇囟炔顒e主要是從水化熱出現(xiàn)的，因此為了讓溫度差變小需要盡最大努力讓水熱化變低，就需要運(yùn)用開(kāi)始時(shí)期的水化熱很低的水泥，因?yàn)樗嗨疅峄瘜儆诘V物的結(jié)構(gòu)組成部分以及細(xì)度的函數(shù)，就需要讓水泥水熱化程度變低，需要運(yùn)用合適的礦物結(jié)構(gòu)與改變水泥的細(xì)度數(shù)值，硅酸鹽水泥結(jié)構(gòu)構(gòu)成的物質(zhì)存在：C3S、C2S、C3A 以及C4AF，通過(guò)實(shí)驗(yàn)：水泥中鋁酸三鈣（C3A）以及硅酸三鈣（C3S）的占有數(shù)量很高，水化熱是很高的，因此為了讓水泥水熱化變少，一定要讓水泥中的C3A 以及C3S 的占有量變低。在實(shí)施工程的時(shí)候通常運(yùn)用熱硅酸鹽水泥以及低熱礦渣水泥。此外，在不讓水泥活躍性產(chǎn)生影響的狀況下，應(yīng)該盡力讓水泥的細(xì)度逐漸變小，由于水泥的細(xì)度會(huì)容易讓水化熱釋放熱量的速度變慢，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和表面積比較，每增高100cm2/g，一天的水化熱就提高到17J/g～21J/g，在七天到20 天之間增多4J/g～12J/g。

使用的骨料：其一，選擇粗骨料，需要盡最大努力增大粗骨料的粒徑，由于粗骨料粒徑變大，分配等級(jí)越好，出現(xiàn)縫隙的概率變小，整體面積逐漸變小，各個(gè)立方米的水泥砂漿量與水泥用量逐漸變小，水化熱也就逐漸變低，這對(duì)出現(xiàn)裂縫是很有好處的。其二，運(yùn)用細(xì)骨料，需要運(yùn)用搭配很好的中砂與中粗砂，需要運(yùn)用中粗砂，由于縫隙率變小，整體的面積就會(huì)變小，如此混凝土使用水的含量就能夠變少，水化熱就會(huì)變低，裂縫出現(xiàn)的情況變少。此外，還應(yīng)該把控砂子中所占有的水泥量，占有水泥的量更大，收縮變形就會(huì)逐漸變大，裂縫也容易更加嚴(yán)重，所以細(xì)骨料要運(yùn)用十分整潔的中粗沙。

4.4 嚴(yán)格監(jiān)控施工過(guò)程

在具體設(shè)置的時(shí)候需要運(yùn)用中低程度的混凝土，防止運(yùn)用高程度混凝土，為了避免大體積混凝土層面出現(xiàn)裂縫，需要在合適的時(shí)候運(yùn)用在承臺(tái)表面科學(xué)加入分配鋼筋使用量的策略，即使依靠加大分配鋼筋用量不能顯著的避免存在裂縫，而在合適的時(shí)候加入鋼筋分布的數(shù)量能夠讓構(gòu)造整體性與溫度裂縫的寬度逐漸變小。大體積混凝土項(xiàng)目施工若是需要設(shè)計(jì)水準(zhǔn)施工裂縫，需要按照溫度裂縫的需要展開(kāi)分布，同時(shí)設(shè)計(jì)必須的連接形式。

4.5 加大項(xiàng)目監(jiān)管力度

增強(qiáng)項(xiàng)目監(jiān)管需要注重施工以前的準(zhǔn)備工作，一定要重視混凝土調(diào)制以及澆筑，例如在做溫度層面工作的時(shí)候，尤其是大體積混凝土澆筑以前一定要展開(kāi)溫度控制，而且需要實(shí)施有關(guān)溫度控制的策略。同時(shí)要制定處理事故的計(jì)劃，確保混凝土澆筑工作可以更好的推進(jìn)。還應(yīng)該增強(qiáng)施工中的監(jiān)管，在混凝土入模以后的溫度需要把控在25℃，溫度不應(yīng)該大于60℃。

4.6 出現(xiàn)裂縫及時(shí)解決

若是在混凝土澆筑完成以后存在裂縫現(xiàn)象，就需要展開(kāi)及時(shí)解決，按照項(xiàng)目工程的有關(guān)需要與標(biāo)準(zhǔn)完成結(jié)構(gòu)的固定與灌縫。若是裂縫深度很淺存在表面，應(yīng)該使用水泥灌漿的策略或者環(huán)氧膠泥解決，避免裂縫逐漸變大，讓總體結(jié)構(gòu)破壞。此外，若是存在裂縫的深度很淺，就一定要運(yùn)用壓力設(shè)施及時(shí)解決，如此能夠在最大程度上保證混凝土的完整性，符合規(guī)定的項(xiàng)目需要。

5 大體積混凝土的維護(hù)和保養(yǎng)

混凝土完成澆注以后，需要隨時(shí)噴灑一些水分，維護(hù)和保養(yǎng)混凝土，保持上面一直濕潤(rùn)，如此可讓外部很高的溫度倒灌，而且避免存在干縮裂縫制冷水來(lái)降低混凝土最高溫度峰值，但注意，通水時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)闀r(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成降溫幅度過(guò)大的情況出現(xiàn)，讓混凝土強(qiáng)度能夠逐步提高。通常容易在澆筑完成之后的12 到18 小時(shí)中馬上進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，持續(xù)維護(hù)和保養(yǎng)不能少于28 天或者設(shè)計(jì)時(shí)期。如果在溫度特別高的天氣進(jìn)行施工，就需要在開(kāi)始時(shí)期運(yùn)用溫度很大的應(yīng)力。為了讓內(nèi)部和外部的溫度差別減弱，也需要在夏末秋初的時(shí)候進(jìn)行通水冷卻處理，在冷卻通水的過(guò)程中都需要運(yùn)用河水，通水需要經(jīng)過(guò)大約60 天。后期通水是使混凝土柱狀塊達(dá)到接縫灌漿的必要措施，通常運(yùn)用通河水與通制冷水融合的計(jì)劃。

6 結(jié)束語(yǔ)

大體積混凝土出現(xiàn)裂縫是現(xiàn)階段有關(guān)研究人員與項(xiàng)目領(lǐng)域十分關(guān)心的一個(gè)主要問(wèn)題，其裂縫原因主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的，通過(guò)分析我們看出，可以通過(guò)仔細(xì)挑選原材料，同時(shí)在施工的時(shí)候運(yùn)用科學(xué)的策略，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題采用對(duì)應(yīng)的處理策略符合具體控制需要，進(jìn)一步避免裂縫情況的出現(xiàn)。