關(guān)鍵詞：大體積混凝土; 裂縫; 防控措施

　　Abstract: with the construction technology continues to improve, the mass concrete construction more and more used in residential construction, bridge construction, stadium construction, water conservancy construction. The topics described the causes of cracks and how to solve the crack problem.

　　Key words: mass concrete; cracks; prevention and control measures

　　中圖分類號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　前言

　　現(xiàn)代建筑物的規(guī)模越來越大，高度也逐漸變高，大體積混凝土使用也成為普遍現(xiàn)象。在施工過程中把握好混凝土的質(zhì)量尤為重要。現(xiàn)在我國對(duì)大體積混凝土還沒有比較規(guī)范的定義，但在業(yè)界人士中絕大部分認(rèn)為大體積混凝土的實(shí)體截面尺寸應(yīng)大于等于1m。

　　一、大體積混凝土裂縫類型及裂縫產(chǎn)生原因分析

　　(一)裂縫產(chǎn)生的原因

　　大體積混凝土的表面系數(shù)比較小，結(jié)構(gòu)截面比較大，水泥用量比較多，當(dāng)混凝土澆注后，水泥就會(huì)散發(fā)出大量的水化熱，它們的熱量凝聚在一起，促使混凝土溫度急劇升高。由于混凝土本身具有散熱慢、體積大、導(dǎo)熱性差的特點(diǎn)，致使混凝土內(nèi)部熱量難以散發(fā)，外部則散熱比較快。依據(jù)熱脹冷縮的原理，結(jié)構(gòu)自身約束由伴隨溫度變化引起的建筑物體積變化產(chǎn)生應(yīng)力，一旦拉伸應(yīng)力>抗拉強(qiáng)度則混凝土產(chǎn)生裂縫。

　　(二)根據(jù)裂縫深度不同的劃分

　　大體積混凝土出現(xiàn)的裂縫深度有所不同，我們以裂縫深度為標(biāo)準(zhǔn)大致可分為貫穿裂縫、表面裂縫、深層裂縫。

　　表面裂縫是由于混凝土表面散熱比較快，越往內(nèi)部散熱越慢，逐漸形成了溫度梯度，使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力的強(qiáng)度超出了混凝土的本身抗拉強(qiáng)度就會(huì)產(chǎn)生表面裂縫。

　　混凝土出現(xiàn)表面裂縫，不嚴(yán)加控制形成深層裂縫，最終切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，成為貫穿裂縫。它嚴(yán)重的破壞了結(jié)構(gòu)的耐久性、防水性，影響到結(jié)構(gòu)的正常使用，危害性不可小視。貫通裂縫是由于大體積混凝土水化熱量積聚到一定的高度后，混凝土開始降溫后會(huì)引起它的變形，加上混凝土的失水造成的體積收縮變形，受到地基和其它結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時(shí)引起的拉應(yīng)力。當(dāng)超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生了貫通整個(gè)截面的裂縫。

　　(三)通常所見裂縫的劃分

　　在大體積混凝土結(jié)構(gòu)上比較常見的裂縫有黏著裂縫、水泥石裂縫和鋼筋骨料裂縫三種。黏著裂縫指的是鋼筋與水泥石黏接面上的裂縫，主要出現(xiàn)于鋼筋的周圍。水泥石裂縫指的是水泥漿中的裂縫，通常在鋼筋與鋼筋之間出現(xiàn);鋼筋骨料裂縫指的是鋼筋或者骨料自身產(chǎn)生的裂縫。把這三種相比較，第三種出現(xiàn)的頻率比較低，前兩種比較常見。它們的出現(xiàn)極大影響著混凝土本身的物理學(xué)性質(zhì)，必須予以控制。控制大體積混凝土開裂一定要抓住兩個(gè)方面，一方面要把混凝土的抗拉強(qiáng)度提高，另一方面控制溫度應(yīng)力要小于混凝土的抗拉強(qiáng)度。

　　(四)裂縫的可控范圍

　　裂縫只要在最大允許值的范圍內(nèi)，就不會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的安全。室內(nèi)正常環(huán)境下出現(xiàn)的裂縫寬度要≤0.3毫米，如果室內(nèi)濕度比較高或出于露天環(huán)境下裂縫的寬度要≤0.2毫米，在地下或半地下結(jié)構(gòu)一般裂縫的寬度在0.1～0.2毫米時(shí)，影響到混凝土的防水性，早期可能有輕微滲水，不必過于憂慮，經(jīng)過一段時(shí)間后裂縫可自愈。地下工程裂縫盡量保持在0.1～0.2毫米之間，如果超過0.3毫米必須進(jìn)行化學(xué)灌漿加固處理。

　　二、質(zhì)量防控措施

　　為防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫筆者建議要從材料、設(shè)計(jì)和施工等方面上予以控制。

　　(一)　材料控制

　　1、水泥：混凝土水化熱的因素主要是水泥中C3A，在施工過程中對(duì)水泥的選擇應(yīng)是C3S含量高，C3A含量低(小于8%)的水泥，C3A含量過高會(huì)使水熱化速度加快，混凝土內(nèi)部溫度會(huì)在短時(shí)間內(nèi)提升，內(nèi)外的溫差不斷增大，甚至在水泥與高效外加劑相互適應(yīng)上產(chǎn)生問題。所以在選擇水泥時(shí)應(yīng)該要選擇水熱化比較低的水泥。合理的選用水泥是控制溫度裂縫有效措施。水泥選用不當(dāng).水化熱過高.水泥水化熱引起溫度應(yīng)力和溫度變形而產(chǎn)生裂縫。水泥水化熱過程中產(chǎn)生大量熱量.每克水泥水化熱量達(dá)120cal/g.混凝土內(nèi)部升溫約在3O度以上。混凝土在單位時(shí)間內(nèi)釋放出的水化熱，與混凝土的體積和水泥的品種也有關(guān)系，并隨著混凝土的齡期增長而增長。普通混凝土的內(nèi)部最高溫度一般是在澆注后的3—7天內(nèi)。

　　水泥細(xì)度也影響著大體積混凝土的結(jié)構(gòu)，表面積越大，對(duì)結(jié)構(gòu)越不利。水泥顆粒越細(xì)，對(duì)水的需求量就越大，會(huì)使混凝土早期干燥引起收縮，導(dǎo)致變形，易出現(xiàn)收縮裂縫。另外水泥過細(xì)會(huì)使早期的水化熱過分集中，造成巨大的溫度差異，影響混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性，出現(xiàn)溫度差異裂縫。水泥顆粒過細(xì)，混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展快，但混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展?jié)摿π。�相�?dāng)于混凝土強(qiáng)度的揠苗助長。水泥顆粒過細(xì)，雖然3天和28天齡期強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)需要，但實(shí)際混凝土中長期強(qiáng)度增長幅度趨小，使實(shí)際結(jié)構(gòu)安全度大大降低。

　　2、外加劑：減少大體積混凝土的裂縫就要從根本上降低水化熱的產(chǎn)生。在混凝土中摻入減水劑，減水劑的摻入量應(yīng)當(dāng)與水泥總量的比例為1：4，同時(shí)再在水泥總量上減少10%，可以有效降低水化熱的熱量。在混凝土中摻入超細(xì)礦渣粉，它的主要成分是活性SiO2和Al2O3，不僅可以代替水泥的用量而且對(duì)混凝土的可泵性和工作性還有所改善，水泥的初期釋放的水化熱會(huì)減少;可以把膨脹劑混在硬化過程中，混凝土在硬化過程中產(chǎn)生體積的膨脹，可以補(bǔ)償硬化作用的中冷縮、干縮，有效減免混凝土的開裂。

　　3、粗細(xì)骨料：盡量選擇中、粗砂，在鋼筋間距條件允許，泵車輸送管允許的條件下，使用中、粗砂可以節(jié)省水泥，減少用水量，達(dá)到了減少混凝土干縮的目的。

　　4、石子級(jí)配與水：石子級(jí)配對(duì)節(jié)約水泥及保證具有良好的和易性關(guān)系很大, 大體積混凝土宜采用連續(xù)級(jí)配。水源的溫度不能過高，應(yīng)采取冷水進(jìn)行混合攪拌，把混凝土的入模溫度降低。

　　(二)設(shè)計(jì)控制

　　科學(xué)化的平面立體設(shè)計(jì)可以避免截面的突變，減少約束力。混凝土要選擇C3A含量低的，盡可能選用中、低強(qiáng)度的混凝土。鋼筋的布置間距要密，選擇小直徑鋼筋，截面的配筋率要在0.3%--0.5%之間。考慮到基礎(chǔ)同時(shí)受到地基和樁基的約束，在基礎(chǔ)的下底面設(shè)置滑動(dòng)層來減小其約束，降低混凝土內(nèi)部的約束應(yīng)力。

　　(三) 施工控制

　　1、澆筑方案

　　根據(jù)混凝土的澆筑量、構(gòu)建型式等因素確定混凝土的澆筑方式是分層平行推進(jìn)、分層斜面推進(jìn)、分層交錯(cuò)推進(jìn)這三種方式。分層澆筑可以使散熱面積擴(kuò)大，有利于保證工程質(zhì)量。

　　2、混凝土的振搗

　　混凝土的澆筑采取“一個(gè)坡度、層層澆筑、一次到頂”的澆筑方針。在泵送時(shí)，會(huì)形成一個(gè)坡度。在上層結(jié)構(gòu)與下層結(jié)構(gòu)之間設(shè)置一個(gè)振點(diǎn)。第一個(gè)振點(diǎn)選擇在卸料點(diǎn)，通過振動(dòng)減少之間的間隙，把上層振實(shí)。第二個(gè)振點(diǎn)設(shè)置在混凝土的坡角處，把混凝土振的密實(shí)。先搗振倒料口的混凝土后，會(huì)自然形成一個(gè)坡度，然后再全面實(shí)行振搗。這樣能提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，防止混凝土沉落而出現(xiàn)裂縫，提高了混凝土的密度，還減少了內(nèi)部微裂。在進(jìn)行振搗時(shí)用振搗工具進(jìn)行振搗時(shí)不會(huì)出現(xiàn)空隙，此時(shí)為進(jìn)行第二次振搗的最佳時(shí)機(jī)。實(shí)行泵送混凝土?xí)�出現(xiàn)比較大的坍落度，水灰比也比較大。大量現(xiàn)場試驗(yàn)證明，對(duì)澆筑后未初凝的混凝土進(jìn)行二次振搗，能排除混凝土因泌水在粗集料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋之間的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減小混凝土內(nèi)部微裂，增加混凝土的密實(shí)度，使混凝土的抗壓強(qiáng)度提高10% ～20% ，從而可提高混凝土的抗裂性。

　　3、溫度控制與監(jiān)視

　　溫度控制一直是大體積混凝土施工時(shí)的重難點(diǎn)。在進(jìn)行施工前，應(yīng)綜合材料性質(zhì)、氣候環(huán)境、可能突發(fā)的施工不可預(yù)測(cè)因素、施工方案以及結(jié)構(gòu)的本身特點(diǎn)等，制定出一套合理的溫控方案。混凝土在攪拌前的熱量與攪拌后的熱量是相等的，混凝土的原材料的溫度與出機(jī)溫度基本成正比。為防止混凝土內(nèi)外溫差過大，造成溫度應(yīng)力大于同期混凝土抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)地施工情況和環(huán)境氣溫，對(duì)原材料采取降溫措施會(huì)出現(xiàn)比較明顯的效果，為避免太陽的直接照射我們可以在砂場搭建避光棚子，利用井水向上持續(xù)澆灌，這樣既起到了降溫的作用有可以使材料吸收到水分，又把混凝土的坍落度損失降到了最低點(diǎn)。出機(jī)溫度降低同樣使入模溫度也人為的降低了。在混凝土澆筑前，為方便把溫差控制在25℃以內(nèi)，可以在混凝土內(nèi)部設(shè)置傳感器或者預(yù)留溫度測(cè)量孔，方便監(jiān)測(cè)的需要，大體積混凝土在進(jìn)行澆注時(shí)盡量選擇陰涼通風(fēng)處澆注這樣有利于減少溫差，進(jìn)而減少溫度應(yīng)力。盡量避免在炎熱的夏季進(jìn)行。如果必須在夏季進(jìn)行不妨在水凝土的內(nèi)部鋪設(shè)循環(huán)性冷水管用來降低溫度;如果在冬季施工應(yīng)當(dāng)減少大體積混凝土熱量揮發(fā)，可以用一些保溫材料進(jìn)行覆蓋，這樣就能達(dá)到減少裂縫保證工程質(zhì)量的目的。為防止混凝土內(nèi)外溫差過大，造成溫度應(yīng)力大于同期混凝土抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)地施工情況和環(huán)境氣溫，采用了“蓄水法”進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)

　　測(cè)溫工作一般在混凝土澆筑完畢時(shí)開始測(cè)溫，在澆筑的混凝土外部和內(nèi)部均布置溫度測(cè)點(diǎn)，同時(shí)設(shè)置保溫材料與養(yǎng)護(hù)水溫度測(cè)點(diǎn)，混凝土的溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集儀自動(dòng)采集，并對(duì)其進(jìn)行分析，分析所得的每一測(cè)點(diǎn)的溫度值以及表層測(cè)點(diǎn)與各測(cè)位中心測(cè)點(diǎn)的溫差，可作為調(diào)整研究具體溫控措施的依據(jù)，以防溫度裂縫的出現(xiàn)。具體的測(cè)溫方法可以是：前3天，每隔兩個(gè)小時(shí)測(cè)溫1次;第4---8天，每4小時(shí)測(cè)溫1次;第9-15天，每6小時(shí)測(cè)溫一次。16-20天沒12小時(shí)測(cè)溫一次，21—28天每12小時(shí)一次。觀察安全溫差是否在25攝氏度以內(nèi)，當(dāng)內(nèi)外溫度大于25攝氏度時(shí)必須采取措施加以控制。

　　4、養(yǎng)護(hù)方法

　　混凝土澆筑之后要及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)的目的就是把混凝土外部的溫度與內(nèi)部的溫度差降到最小。達(dá)到降低塊體自約束應(yīng)力和提高混凝土抗拉強(qiáng)度，以承受外約束應(yīng)力時(shí)的抗裂能力。大體積混凝土的內(nèi)外溫度差必須予以嚴(yán)格控制，控制得當(dāng)可以明顯減少裂縫的出現(xiàn)，所以說養(yǎng)護(hù)工作也是十分重要的程序之一。

　　混凝土的早期養(yǎng)護(hù)就是在保持適宜溫度條件上下足功夫。其目的是達(dá)到兩個(gè)方面的效果，第一方面可以使混凝土不受溫度變形的侵襲，對(duì)有害冷縮起到防止作用。另一方面有助于水泥水化作用的順利進(jìn)行。

　　養(yǎng)護(hù)方法一般分為兩類即降溫法、保溫法。降溫法就是在混凝土澆筑成型后，通過循環(huán)冷卻水進(jìn)行降溫，以減少內(nèi)外溫差;第二類保溫法(又稱蓄熱法) 具體的方法是混凝土澆筑完成后，可以采用草簾被或水進(jìn)行蓄熱，使內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，以限制混凝土表面的溫度散發(fā)過快造成溫度裂縫。保溫法在建筑工程中常被采用。這種方法不但成本低廉而且方便。

　　5、混凝土表面處理

　　大體積混凝土不但表面水泥漿比較厚而且泌水現(xiàn)象比較嚴(yán)重，必須謹(jǐn)慎處理，否則會(huì)引起裂縫的出現(xiàn)。在混凝土澆筑即將結(jié)束時(shí)，其表面會(huì)出現(xiàn)泌水。應(yīng)當(dāng)將泌水引向低處，再用抽水工具將其抽走。在澆注完畢后的4--8個(gè)小時(shí)內(nèi)，盡快將浮漿清理掉。做法是用長刮尺將其刮平，然后用木抹子搓平壓實(shí)。如果在初凝之后表面出現(xiàn)龜裂，就要盡快進(jìn)行第二次抹壓，不能拖延，抹壓有助于消除龜裂紋。

　　結(jié)語

　　大體積混凝土出現(xiàn)裂縫將直接影響建筑工程質(zhì)量，施工者要把握住對(duì)大面積混凝土結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵，充分認(rèn)識(shí)到施工的難點(diǎn)，認(rèn)真研究分析裂縫出現(xiàn)的成因，拿出應(yīng)對(duì)措施，有效防止裂縫的出現(xiàn)。不斷提高企業(yè)施工人員的綜合素質(zhì)，盡快適應(yīng)不斷變化的建筑市場。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]黃永昌. 大體積混凝土施工防裂措施[J]. 中國科技信息 , 2007,(01)

　　[2]趙延朋. 大體積混凝土在冬季施工中裂縫控制[J]. 科技信息(科學(xué)教研) , 2007,(15)

　　[3]石小忠. 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及預(yù)防措施[J]. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì) , 2006,(19)

　　[4]高讓柳. 大體積混凝土結(jié)構(gòu)開裂縫預(yù)控措施[J]. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì) , 2006,(24)

　　[5].侯景鵬,熊杰,袁勇. 大體積混凝土溫度控制與現(xiàn)場監(jiān)測(cè)[J]混凝土, 2004,(05) .