馬常青

摘?要隨著生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)力的不斷提高，建設(shè)領(lǐng)域的逐漸擴(kuò)大，大體積混凝土越來越多的被應(yīng)用到各種各樣的實(shí)際工程之中。為此，大體積混凝土裂縫問題也伴隨而來。如何對(duì)其裂縫進(jìn)行有力控制成為擺在我們面前的一個(gè)重要課題。文章就大體積混凝土裂縫成因進(jìn)行分析，并對(duì)其控制措施進(jìn)行簡(jiǎn)述，以作交流。

關(guān)鍵詞大體積混凝土；裂縫；成因；控制

中圖分類號(hào)TU文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1673-9671-(2011)071-0149-01

0前言

大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫，按其深度不同，可分為貫穿裂縫、深層裂縫及表層裂縫三種。貫穿裂縫切斷了結(jié)構(gòu)斷面，可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，其危害性是較嚴(yán)重的；深層裂縫是部分切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定的危害性；表層裂縫一般危害性較小，但處于混凝土約束范圍內(nèi)的表層裂縫，在內(nèi)部混凝土降溫過程中可能發(fā)展為貫穿裂縫。

1大體積混凝土裂縫成因

混凝土產(chǎn)生裂縫原因主要有以下幾點(diǎn)：

1）混凝土所用材料的影響。①砂、石骨料?；炷凉橇系暮嗔吭礁咴饺菀组_裂。這是由于骨料表面所帶的泥份妨礙了骨料與水泥漿之間的咬合粘結(jié)，弱化了界面結(jié)構(gòu)，因而降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度。水泥和水。②外加劑和摻合料。試驗(yàn)表明摻化學(xué)外加劑的混凝土干縮值較大。使用一般化學(xué)外加劑比使用促凝性AE減水劑的干縮值低?；炷恋某跗诟煽s值在使用外加劑的情況下較大，不摻外加劑比使用促凝性AE減水劑混凝土的干縮值低?；炷翐郊优蛎泟r(shí)養(yǎng)護(hù)的要求更高。在早期養(yǎng)護(hù)不好時(shí)，膨脹混凝土更容易發(fā)生裂縫。③混凝土結(jié)構(gòu)開裂主要是由于本身收縮受到約束而產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度?；炷廉a(chǎn)生的收縮值及強(qiáng)度值因水泥種類、水泥用量拌制不同而不同。水泥的細(xì)度問題是需要我們特別關(guān)注的，水泥的細(xì)度越細(xì)，混凝土越容易開裂。

2）混凝土的收縮。收縮是混凝土本身所固有的一種重要特性。在沒有負(fù)載的情況下，混凝土的開裂往往由于收縮變形而導(dǎo)致?；炷恋氖湛s變形主要包括：自收縮，燥收縮，塑性收縮，溫度收縮，沉降收縮，化學(xué)減縮，碳化收縮。

3）混凝土的體積穩(wěn)定性?；炷恋捏w積穩(wěn)定性是指混凝土在抵抗物理、化學(xué)作用下產(chǎn)生變形的能力。體積穩(wěn)定性不好致使混凝土的抗?jié)B性性能降低，溶液性的物質(zhì)滲透到混凝土中，造成混凝土的耐久性能下降。

4）混凝土的徐變。徐變變形是混凝土內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的粘性滑動(dòng)現(xiàn)象。它不僅能降低大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，減少收縮裂縫，也能削減結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中區(qū)和因基礎(chǔ)不均勻沉降引起局部應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的應(yīng)力峰值。有時(shí)在工程施工中可在保持大體積混凝土強(qiáng)度不變的條件下，設(shè)法提高混凝土的徐變以減緩結(jié)構(gòu)裂縫的目的。但結(jié)構(gòu)的徐變也有不利的一面，比如徐變會(huì)不斷加大結(jié)構(gòu)的變形，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，徐變會(huì)還會(huì)引起預(yù)應(yīng)力的損失等，所以應(yīng)綜合考慮徐變的影響。

其他因素的影響包括：

1）施工方面的因素。①施工時(shí)混凝土振搗方式不當(dāng)。不正確的振搗方式會(huì)造成混凝土分層離析、表面浮漿而使混凝土面層開裂，或混凝土產(chǎn)生均勻沉降收縮而在結(jié)構(gòu)厚薄交界處出現(xiàn)裂縫。②不當(dāng)施工造成混凝土裂縫。不當(dāng)施工造成的混凝土裂縫主要體現(xiàn)在：重視施工時(shí)預(yù)留孔洞、預(yù)埋通風(fēng)采暖水電管道，未采取鋼筋加強(qiáng)措施，造成裂縫；主要結(jié)構(gòu)部位模板支撐不利，或拆模過早造成混凝土內(nèi)部受振，或者混凝土內(nèi)部在未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)超負(fù)荷造成裂縫；混凝土養(yǎng)護(hù)工作管理不嚴(yán)，造成混凝土早期強(qiáng)度增長(zhǎng)時(shí)失水，收縮量大，產(chǎn)生裂縫；現(xiàn)場(chǎng)澆筑停歇時(shí)間超過混凝土終凝時(shí)間，沒有處理好接頭部位等。③混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起混凝土開裂?，F(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)不當(dāng)是造成混凝土收縮開裂最主要的原因?；炷翝仓?，若表面不及時(shí)覆蓋進(jìn)行潮濕養(yǎng)護(hù)，表面水分迅速蒸發(fā)，很容易產(chǎn)生收縮裂縫，特別是在風(fēng)速、相對(duì)濕度低、大氣溫高的情況下，干縮更容易發(fā)生。

2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素。在實(shí)際工程中，可以通過理論計(jì)算來控制裂縫；通常采用構(gòu)造設(shè)計(jì)來對(duì)變形作用引起的裂縫加以控制。

結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，要先假定結(jié)構(gòu)物的受力體系有關(guān)參數(shù)，而常規(guī)的計(jì)算模型與很多結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀態(tài)與有一定的差別，使得內(nèi)力計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果相差很大，這些未考慮到的可能內(nèi)力一般會(huì)引起結(jié)構(gòu)裂縫。

對(duì)于約束條件的影響。結(jié)構(gòu)在變形變化時(shí)，會(huì)受到一定的抑制而阻礙其自由變形，該抑制即稱為“約束”。結(jié)構(gòu)內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的約束稱為“內(nèi)約束”，不同結(jié)構(gòu)之間一的約束稱為“外約束”。

大體積混凝土由于變形受到約束才產(chǎn)生應(yīng)力。在全約束條件下，混凝土結(jié)構(gòu)的變形，應(yīng)是混凝土線膨脹系數(shù)和溫差的乘積，即：ε=ΔT·α 式中：ε—溫度收縮時(shí)的相對(duì)變形；ΔT—溫差；α —線膨脹系數(shù)。

當(dāng)ε大于混凝土的極限拉伸值εp時(shí)，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。由于混凝土產(chǎn)生徐變變形，結(jié)構(gòu)不可能受到全約束，而且溫差在25℃甚至30℃情況下，混凝土亦可能不開裂。因此，改善約束對(duì)于防止混凝士開裂的效果很明顯。

2裂縫控制措施

大體積混凝土的裂縫破壞了結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水性、危害嚴(yán)重，必須加以控制，大體積開裂主要是水熱化是混泥土溫度升高引起的，所以采用適當(dāng)措施控制混凝土溫度升高和溫度變化速度，在一定范圍內(nèi)，就可避免出現(xiàn)裂縫。這些措施包含了混凝土的全過程，包括選擇混凝土組成材料、施工安排、澆筑前后降低混凝土溫度的措施和養(yǎng)護(hù)保溫等。

1）優(yōu)化混凝土各種原材料。①水泥的選擇。大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。因此在大體積混凝土施工中應(yīng)盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥，并盡量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的溫升，提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。②骨料的選擇。在選擇粗骨料時(shí)，可根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大、質(zhì)量?jī)?yōu)良、級(jí)配良好的礫石。既可以減少用水量，也可以相應(yīng)減少水泥用量，還可以減少混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。在選擇細(xì)骨料時(shí)，采用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的干縮，減少水化熱量，對(duì)混凝土的裂縫控制有重要作用。③摻加外加劑。摻加適量的減水劑，它可有效地增加混凝土的流動(dòng)性，且能提高水泥化率，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，從而可降低水化熱，同時(shí)可明顯延緩水化熱釋放速度。

2）優(yōu)化措施。①精心設(shè)計(jì)混凝土配合比。②增強(qiáng)構(gòu)造筋提高抗裂性能。配筋應(yīng)采用小直徑、小間距。③避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施。

3）施工控制措施。①控制混凝土入摸溫度。入摸溫度的高度，與出機(jī)溫度密切相關(guān)，另外還與運(yùn)輸工具、運(yùn)距、轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)、施工氣候等有關(guān)。嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度，一次澆筑的混凝土不可過高、過厚以保證混凝土溫度均勻上升。保證振搗密實(shí)，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，移動(dòng)距離和插入深度，嚴(yán)防漏振及過振。②砼養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)是大體積砼施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土的內(nèi)外溫差，促進(jìn)砼強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。

4）健全施工組織管理。在制訂技術(shù)措施和質(zhì)量控制措施的同時(shí)，還需落實(shí)組織指揮系統(tǒng)，逐級(jí)進(jìn)行技術(shù)交底，做到層層落實(shí)，確保順利實(shí)施。實(shí)踐證明，在優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，改善施工工藝，提高施工質(zhì)量，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等方面采取有效技術(shù)措施，堅(jiān)持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織管理，完全可以控制大體積混凝土溫度裂縫的發(fā)生。