【摘 要】建筑工程遇到大體積混凝土施工常見問題的是裂縫，常規(guī)施工中混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫成因與熱脹冷縮的性質(zhì)有著密切關(guān)系。本文針對(duì)大體積混凝土施工的特點(diǎn)，從大體積混凝土施工裂縫危害的程度，分析裂縫成因的機(jī)理?xiàng)l件，探討施工過程預(yù)防和控制大體積混凝土裂縫的措施。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；裂縫成因；對(duì)策

0.前言

在大體積混凝土工程施工中，質(zhì)量通病主要是表面開裂或整個(gè)截面產(chǎn)生貫穿裂縫，裂縫沒有規(guī)律，縱橫交錯(cuò)，分布不均。由于混凝土表面與內(nèi)部存在著溫度的差異較大，表面較大的拉應(yīng)力與內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力受相互約束時(shí)，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。還有對(duì)施工原材料沒有把關(guān)，混凝土配比不合理，施工方案的規(guī)范不到位。加上混凝土本身體積較大，技術(shù)要求高、難度大、復(fù)雜性易引發(fā)工程安全質(zhì)量隱患問題，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。如何減少大體積混凝土裂縫，就需要嚴(yán)格的把好工程的質(zhì)量關(guān)，充分考慮材料組成、施工工藝、養(yǎng)護(hù)與溫控的各種因素的影響，采取措施控制溫度應(yīng)力問題，按照施工規(guī)定的工藝步驟操作，控制好施工過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，是能夠有效防止裂縫產(chǎn)生，提高大體積混凝土工程質(zhì)量。

1.大體積混凝土裂縫類型

1.1劃分裂縫按危害的程度

大體積混凝土由于裂縫產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，從結(jié)構(gòu)物表面出現(xiàn)不同程度的裂縫有表面、貫穿和深層的裂縫，表面的形狀可能是：網(wǎng)狀或爆裂裝裂縫，縱向等。因不均勻沉降、溫度變化、濕度變異、膨脹、收縮、漸變等變形因素屬于變形裂縫。從不同危害的程度劃分：（1）由混凝土表面裂縫切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，向縱深發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)遭到破壞，形成貫穿裂縫。貫穿裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性危害性是最為嚴(yán)重的。（2）部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，對(duì)整體大體積混凝土出現(xiàn)深層裂縫，對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性有一定危害。（3）結(jié)構(gòu)物表面出現(xiàn)裂縫，不會(huì)向縱深發(fā)展，屬于表面裂縫。

1.2裂縫問題的分析

按結(jié)構(gòu)劃分裂縫各種裂縫類型，最主要有2種情形：（1）塑性收縮裂縫； 凝結(jié)硬化前的混凝土依然在塑性狀態(tài)時(shí)，由于氣候干熱或北風(fēng)天氣，水分從混凝土表面易蒸發(fā)，因失水較快表面發(fā)生的收縮，而內(nèi)部水化熱過高，澆筑數(shù)小時(shí)仍處于塑性狀態(tài)，混凝土暴露表面收縮體積形成裂縫。裂縫深度一般不大。裂縫多不規(guī)則短裂縫，網(wǎng)狀或爆裂裝裂縫，互不連貫狀態(tài)。（2）干燥收縮：在混凝土養(yǎng)護(hù)完以后出現(xiàn)?；炷劣不?，混凝土表面由于缺乏水分，由于氣候影響蒸發(fā)引起干縮，混凝土內(nèi)部硬化程度不夠，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，干縮變形受到內(nèi)部約束，產(chǎn)生混凝土表面被拉裂。一般產(chǎn)生在表面很淺的位置，裂縫呈平行線狀或網(wǎng)狀，分布多沿構(gòu)件的方向，嚴(yán)重時(shí)可貫穿整個(gè)構(gòu)件截面。

2.分析裂縫成因及機(jī)理

2.1水泥溫度的變化

大體積混凝土施工過程中，水泥水化過程要釋放出一定的熱量，混凝土結(jié)構(gòu)較厚，自身又具有一定的保溫性能，由于水化時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，熱量不易在混凝土內(nèi)消散，混凝土內(nèi)熱量不斷的累積，內(nèi)熱表面冷，溫度差增大，內(nèi)部的最高溫度（多數(shù)發(fā)生在澆筑后的3-5d 的時(shí)間段）。內(nèi)熱表面冷導(dǎo)致混凝土表面冷縮（稱為溫度變形），內(nèi)部熱脹產(chǎn)生的應(yīng)力（稱為溫度應(yīng)力），相互約束。受外界約束的作用，根據(jù)混凝土的自身特性，高溫時(shí)彈性變量小，產(chǎn)生的變形較小，混凝土內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力也較小，沒有超過應(yīng)力極限。隨著溫度逐漸降低，在緩慢散熱過程，降低的溫度使彈性變量逐漸大，混凝土內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力由于溫度差的增大，應(yīng)力要承受混凝土的拉力的作用。內(nèi)部應(yīng)力超出極限值時(shí)，混凝土內(nèi)由于水化熱得不到散發(fā)而膨脹表面變形，變形遭到內(nèi)部應(yīng)力約束，變形較大結(jié)構(gòu)內(nèi)隨之產(chǎn)生較大應(yīng)力，應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生溫度裂縫。

2.2其它約束條件

影響大體積混凝土裂縫的因素很多，外部約束如混凝土澆筑施工過程不當(dāng)，原料配比、水灰的比例等不當(dāng)導(dǎo)致裂縫。又如混凝土加水拌和后，水泥中各個(gè)化學(xué)成分等起反應(yīng)析出的膠狀堿，吸水膨脹，使混凝土體積增大，引起漲裂產(chǎn)生裂縫。施工過程忽略隔離層等采取措施，直接把大體積混凝土鋪在基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)固強(qiáng)的墊層上，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，由于混凝土冷卻收縮的約束，產(chǎn)生冷卻收縮裂縫（外部約束裂紋）?；炷聊毯?，2～3 個(gè)月才出現(xiàn)裂縫，而且發(fā)展成更深的裂縫，對(duì)大體積混凝土造成極大的危害。由于大體積混凝土的各部分水分蒸發(fā)不同，干縮程度，內(nèi)外變形的協(xié)同性不一致，引起使混凝土產(chǎn)生裂縫。

2.3外部氣溫的影響

大體積混凝土施工的外部氣溫的影響是極其重要的，外部氣溫出現(xiàn)乍寒乍冷直接影響混凝土的質(zhì)量，內(nèi)外層混凝土溫差會(huì)急劇增大，溫差對(duì)大體積混凝土施工是極為不利的。因?yàn)闇夭钜饻囟葢?yīng)力的變化，溫差變大，隨之溫度應(yīng)力也變大。例如在高溫條件下，混凝土表面的水分蒸發(fā)較快，混凝土內(nèi)熱量不易在混凝土內(nèi)消散，內(nèi)部的最高溫度達(dá)60～65℃，加上不易散熱大體積混凝土，混凝土內(nèi)熱量不斷的累積，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，內(nèi)部的體積膨漲，強(qiáng)度不能承受表面的急劇收縮，產(chǎn)生的體積內(nèi)漲外縮，導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。因此，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力，澆筑完成后，及時(shí)潮濕養(yǎng)護(hù)才能避免大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。

3.控制大體積混凝土裂縫對(duì)策

控制和預(yù)防大體積混凝土裂縫是有一定難度，要盡量避免或者控制在合理范圍，就一定要從設(shè)計(jì)、施工工藝、養(yǎng)護(hù)等采取措施。了解混凝土內(nèi)部的溫度變化規(guī)律，尤其溫度應(yīng)力的控制，合理選擇原材料和水泥品種，嚴(yán)格控制水泥用量。在施工中，適量摻加混合材料和外加劑，優(yōu)化混凝土配合比。認(rèn)真研究混凝土裂縫的成因，區(qū)別對(duì)待裂縫類型，采取合理的處理方法，施工預(yù)防措施要到位，合理施工，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，保證工程質(zhì)量。

3.1選擇原材料和水泥品種

（1）大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥等是優(yōu)先選擇的水泥品種，采用水化熱較低的水泥適合大體積混凝土施工。（2）混凝土強(qiáng)度等級(jí)要達(dá)標(biāo)，減少水泥用量，適當(dāng)使用緩凝減水劑，以減小水化熱。（3）火山灰、粉煤灰等活性混合材料，摻加在混凝土拌合物能減小水化放熱量，確?；炷翉?qiáng)度。（4）保持較低的澆注溫度，預(yù)先冷卻骨料。

3.2 施工工藝

施工工藝要控制溫度應(yīng)力，澆筑層要控制厚度和速度以利散熱。澆注時(shí)，混凝土拌合物加入部分拌合用水的碎冰，新拌混凝土限制在6℃左右的溫度，必須所有的冰全部融化，從而控制澆注溫度?；蛘呷斯?dǎo)熱，預(yù)埋冷卻水管用循環(huán)水降低混凝土溫度。表面調(diào)節(jié)溫度下降的速率，表面混凝土與內(nèi)部之間的溫度梯度的應(yīng)力差縮小。

3.3 混凝土的溫控和養(yǎng)護(hù)

不論什么季節(jié)施工大體積混凝土，應(yīng)用鋼木模板需要鋪設(shè)保溫層。蓄水養(yǎng)護(hù)混凝土，用塑料薄膜覆蓋混凝土表面，蓄水的深度85mm，超過20℃溫差時(shí)，應(yīng)注入熱水，保持溫差大約10℃左右。補(bǔ)充水一定要混凝土凝結(jié)后才能進(jìn)行。養(yǎng)護(hù)期間，保持混凝土表面的熱潮濕狀態(tài)，保持足水養(yǎng)護(hù)摻有膨脹劑的混凝土?；炷聊踢^程，低于5℃氣溫時(shí)，切勿澆水養(yǎng)護(hù)。開始養(yǎng)護(hù)需要澆注完成在12～18h內(nèi)后開始，養(yǎng)護(hù)時(shí)間連續(xù)≥28d或設(shè)計(jì)齡期。

4.結(jié)束語(yǔ)

大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，在施工過程中，需要按照規(guī)定的步驟操作，控制設(shè)計(jì)、施工工藝、養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，合理選擇原材料和水泥品種，積極的探索裂縫產(chǎn)生的原因，采取預(yù)防和正確養(yǎng)護(hù)措施，才能控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，保證工程質(zhì)量的提高。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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