楊建平

摘 要：大體積混凝土裂縫控制在工程建設(shè)過程中是一個(gè)很關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)，裂縫與材料選用以及質(zhì)量控制、施工工藝水平、澆筑時(shí)以及后續(xù)養(yǎng)護(hù)期間的溫度監(jiān)控有著很密切的關(guān)系。文章分析了大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，并在此基礎(chǔ)上分析了裂縫控制的措施，然后利用一個(gè)具體的工程實(shí)例講述了大體積混凝土裂縫的控制工藝環(huán)節(jié)，希望對工程建設(shè)工作者的工作有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：措施；原因；溫度控制；監(jiān)測

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的迅速推進(jìn)，越來越多的工程項(xiàng)目不斷地涌現(xiàn)，體積龐大的混凝土結(jié)構(gòu)在工程中出現(xiàn)的日益頻繁，大體積混凝土施工質(zhì)量控制就成為了工程建設(shè)者一項(xiàng)亟需解決的問題。大體積混凝土結(jié)構(gòu)一般會(huì)出現(xiàn)在水力大壩、大型設(shè)備基礎(chǔ)、地下室底板等位置。大體積混凝土結(jié)構(gòu)混凝土用量大，截面尺寸較大，對于施工技術(shù)有著較高的要求，如不進(jìn)行特殊的處理較易出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問題。較輕的質(zhì)量問題會(huì)影響結(jié)構(gòu)的美觀，嚴(yán)重的質(zhì)量問題就會(huì)影響到結(jié)構(gòu)安全?；炷两Y(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的抗壓能力，但是抗拉能力較差，微弱的裂縫不會(huì)產(chǎn)生較大影響，本文講述的大體積混凝土裂縫對結(jié)構(gòu)有著非常致命的影響。

1 大體積混凝土裂縫出現(xiàn)的原因

1.1 散熱對大體積混凝土裂縫的影響

混凝土澆筑時(shí)，結(jié)構(gòu)體積越大，內(nèi)部水化熱就會(huì)越大，溫升比較快，體積變化也不穩(wěn)定。在混凝土澆筑后的三四天內(nèi)，由于混凝土導(dǎo)熱系數(shù)低的原因，結(jié)構(gòu)體彈性模量以及強(qiáng)度也不大，水化熱溫升不會(huì)很明顯。在這個(gè)階段之后，混凝土彈性模量將會(huì)越來越大，混凝土內(nèi)部抑制降溫收縮的約束也會(huì)越來越強(qiáng)烈，拉應(yīng)力急劇增大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較為明顯的裂縫。

1.2 降溫階段體積收縮受約束，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)

大體積混凝土結(jié)構(gòu)在水化熱與散熱速度達(dá)到均衡時(shí)，結(jié)構(gòu)體內(nèi)部溫度達(dá)到最高，然后水化熱散熱速度超過混凝土散熱速度時(shí)，結(jié)構(gòu)體出現(xiàn)體積變小收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力的情況。

1.3 外界溫度對混凝土裂縫的影響

隨著外界溫度升高，混凝土澆筑時(shí)溫度也會(huì)一定程度的升高。反之，外界溫度降低，混凝土澆筑時(shí)溫度也會(huì)一定程度的降低。溫度驟然變化會(huì)增加混凝土內(nèi)部溫度梯度，將會(huì)促進(jìn)混凝土裂縫的產(chǎn)生?；炷羶?nèi)部溫差產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，溫差越大，溫度應(yīng)力也是越大。當(dāng)溫度應(yīng)力大小超過混凝土極限抗拉值時(shí)，混凝土就會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂縫。

1.4 混凝土材料抗拉能力對裂縫的影響

混凝土材料屬于脆性材料，其具有較高的抗壓能力，但是抗拉能力較弱。大體積混凝土溫度變形在受約束時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)變較易超過極限拉應(yīng)變從而產(chǎn)生裂縫。

2 大體積混凝土防止裂縫產(chǎn)生的措施分析

經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)，大體積混凝土裂縫控制措施主要分為以下幾種：減少溫度變形；消除火災(zāi)減小約束程度；提高混凝土抗拉能力。

2.1 材料控制

為了減少水泥水化熱過程中造成溫升變化，大體積混凝土盡量采用低熱礦渣水泥或者中熱硅酸鹽水泥，盡量不要使用普通硅酸鹽水泥或者硅酸鹽水泥。另外，降低混凝土中的水泥含量或者延長混凝土設(shè)計(jì)齡期也可以在一定程度上減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。適當(dāng)加入粉煤灰不僅可以減少水的使用量，還可以有效降低混凝土的水泥用量，在一定程度上減少混凝土自身的體積收縮，經(jīng)過一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，混凝土中添加粉煤灰還可以減少結(jié)構(gòu)中的堿-骨料反應(yīng)而產(chǎn)生的混凝土裂縫。減水劑也可以有效降低混凝土用水量以及水泥用量，添加減水劑的混凝土還可以抑制水泥的水化作用，降低水泥水化熱溫升，有利于降低混凝土核心溫度。在混凝土試配時(shí)，選用線脹系數(shù)較小的骨料可以明顯降低混凝土線脹系數(shù)，有利于混凝土溫度變形的控制?；炷梁诵臏囟茸兓c混凝土入模時(shí)的溫度也有著一定的關(guān)聯(lián)，為此盡量在室外溫度較低的情況下進(jìn)行混凝土澆筑。后冷以及預(yù)冷都可以降低混凝土的入模溫度，在混凝土內(nèi)部預(yù)埋管道，澆筑后內(nèi)通低溫液體冷卻，這樣對混凝土冷卻效果明顯，如果混凝土體型不厚重，可以采用表面流水的冷卻方式，也有較好的效果并且經(jīng)濟(jì)環(huán)保。而預(yù)冷則是在施工澆筑前先降溫，主要方法是在混凝土中加入冰塊拌合與冷卻混凝土骨料兩類。隨著科技的發(fā)展，微膨脹水泥研究已經(jīng)進(jìn)入了新的領(lǐng)域，微膨脹水泥可以在混凝土降溫收縮過程中進(jìn)行微膨脹，補(bǔ)償一定的收縮量，可以起到一定的防止裂縫產(chǎn)生和擴(kuò)大的作用。

2.2 降低約束

無法消除混凝土內(nèi)部約束作用，那些彈性模量越高的混凝土，其約束程度也是越大。對于必須與老混凝土或者地基有連接的建筑物，應(yīng)該降低地基基巖彈性模量。針對于那些老混凝土或者地基基巖進(jìn)行脫落的建筑物，可以采用在老混凝土上面鋪設(shè)瀝青油氈，在地基巖石上鋪設(shè)薄碎砂石等措施。

2.3 增加混凝土抗拉能力

由于當(dāng)今科學(xué)水平的制約，要馬上改變混凝土本身的脆性，顯著提高混凝土本身的抗拉強(qiáng)度是不現(xiàn)實(shí)的，但是在當(dāng)今技術(shù)水平條件下只有增加水泥漿體積以及強(qiáng)度，才能夠提高混凝土抗拉能力，才能提高混凝土的極限拉應(yīng)力。這樣做的結(jié)果就是增加了水泥用量，正如前文提到的，過量添加水泥將會(huì)增加水化熱，更不利于混凝土溫度控制，增加混凝土出現(xiàn)裂縫的情況，這樣做的結(jié)果是得不償失的。合理配筋是控制混凝土裂縫的又一重要手段，對于由荷載引起的結(jié)構(gòu)性裂縫主要是依靠配筋來加以控制。

3 大體積混凝土裂縫控制具體實(shí)例分析

3.1 工程概況

某寫字樓屬于一類民用建筑，地下二層，地上共有二十層，總建筑高度為95m，總建筑面積為29000m2，地下室建筑面積為4900m2，地上建筑面積為24100m2，占地面積為1500m2，本工程位于市區(qū)繁華地帶，地下埋有高壓電纜等管線，周圍有淺基礎(chǔ)的辦公樓以及高層住宅樓，本建筑結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑物安全級別為二級，地下室底板混凝土標(biāo)號(hào)為C40，抗?jié)B等級為0.8MPa。

3.2 施工準(zhǔn)備措施