陳軒 張超 李幸

【摘要】進(jìn)入新時期，市政工程面臨的嚴(yán)峻問題是大體積混凝土的開裂，對混凝土裂縫的控制工作是市政工程開展過程中的重點。本文分析了市政工程大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，并對大體積混凝土裂縫的控制與預(yù)防措施進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】市政工程；大體積；混凝土；預(yù)防措施

近年來，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在快速的發(fā)展，大體積混凝土施工在日益增多，在施工過程中不可避免的會出現(xiàn)混凝土裂縫問題。大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)，將從一定程度上影響市政工程結(jié)構(gòu)的持久性與耐用性，由此可見，采取切實可行的預(yù)防措施對維持市政工程建筑的質(zhì)量意義重大。

1、 市政工程大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析

1.1 混凝土收縮變形的影響

混凝土中有將近80%的水分會蒸發(fā)，而大約20%的水分是水泥硬化過程中所必備的。需要我們明確意識到的一點是混凝土中最初蒸發(fā)的30%的水分是不會導(dǎo)致混凝土收縮的，隨著混凝土水分的不斷干燥會有20%的水分溢出，而這20%的水分不像最初30%的水分，它是會引起混凝土干燥收縮的，而混凝土干燥原理表明，表層混凝土干燥的越快、其中心混凝土干燥的會越慢。

1.2 外界氣溫濕度變化的影響

外界氣溫的變化對混凝土裂縫產(chǎn)生有重要的影響，通過對混凝土內(nèi)部溫度來源進(jìn)行分析，我們能夠發(fā)現(xiàn)澆筑溫度、結(jié)構(gòu)散熱溫度以及水泥水化熱溫升等均為內(nèi)部溫度的重要組成部分。澆筑溫度與外界的氣溫有著必然的聯(lián)系，外界氣溫越高，混凝土內(nèi)部的澆筑溫度也就越高，相反如若外界的氣溫相對比較低，那么混凝土內(nèi)部的溫度也比較低?；炷亮芽p的出現(xiàn)除了會受外界溫度的影響外，還會受到外界濕度的影響，外界濕度的降低將會加劇混凝土干縮的速度，而混凝土的干縮必然會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

1.3 水泥水化熱的影響

水泥在水化過程中會釋放出大量熱量，因而會造成混凝土內(nèi)部氣溫的上升，內(nèi)部氣溫的不斷上升勢必會與表面氣溫產(chǎn)生溫差，如若溫差過大或者超出一定的界限，就會產(chǎn)生溫度應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。在此，需要我們注意的一點是溫度應(yīng)力與溫差是正比例的關(guān)系，也就是溫差越大，相應(yīng)的溫度應(yīng)力也就越大，當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的約束力時，裂縫便隨之產(chǎn)生，從而影響混凝土工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全?；炷羶?nèi)部的溫度所受到的影響因素比較多，其中最直接的影響因素是混凝土的厚度以及水泥的使用量。實踐經(jīng)驗表明，混凝土越厚，證明水泥的使用量越大，相應(yīng)的混凝土內(nèi)部的溫度也就越高。

1.4 受內(nèi)外約束條件的影響

混凝土受內(nèi)外約束條件的影響主要是指混凝土受溫度的影響而產(chǎn)生的不同壓力。從具體分析看來，混凝土溫度的上升，混凝土內(nèi)部會膨脹，而所產(chǎn)生的膨脹在內(nèi)部約束的影響下會產(chǎn)生壓應(yīng)力。如若溫度不是上升，是下降的話，那么混凝土內(nèi)部將不是膨脹，而是會產(chǎn)生比較大的拉應(yīng)力。此外，還需我們重點關(guān)注的一點是，由于混凝土受水泥水熱化的影響，往往在中心形成的溫度高，熱膨脹大，因而也會在中區(qū)形成壓應(yīng)力，而混凝土表面所受的溫度比較小，因而產(chǎn)生的是拉應(yīng)力。

2、 對市政工程大體積混凝土裂縫進(jìn)行控制以及預(yù)防的具體措施

2.1 合理選擇水泥品種與控制水泥使用數(shù)量

通過對工程進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，水泥在水化階段可以釋放出很多的熱量，內(nèi)部溫度的不斷上升，就使得其內(nèi)部出現(xiàn)溫度差，從而發(fā)生斷裂，產(chǎn)生裂痕，這就是大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因之一。市政工程建設(shè)過程中，水泥品種的挑選以及確定其用量是非常重要的工作，品種不同的水泥水熱化的速度以及大小都是不相同的，導(dǎo)致此種情況出現(xiàn)的主要原因是水泥內(nèi)部礦物成分是不同的。通過研究發(fā)現(xiàn)，在水泥礦物中發(fā)熱的速度比較快，而且發(fā)熱量還比較大的是鋁酸三鈣，像鐵鋁酸四鈣、硅酸二鈣等也是發(fā)熱量與發(fā)熱速率比較大的物質(zhì)。水泥發(fā)熱速率與發(fā)熱量不僅僅與水泥所含的成分有關(guān)，而且還與水泥顆粒物的大小、粗細(xì)有密切的聯(lián)系。若水泥顆粒物越細(xì)，水泥的發(fā)熱速率會越快，伴隨著水化熱對水泥裂縫的影響也會越大。市政工程除了應(yīng)慎重選擇水泥品種外，還應(yīng)考慮水泥的合理使用量，盡可能減少水泥的用量，這樣可以降低水泥使用過程中所產(chǎn)生的熱量，但也要注意將用量控制在正常范圍內(nèi)，避免水泥用量過低而引發(fā)建筑結(jié)構(gòu)問題。

2.2 選擇合適的骨料并對其進(jìn)行控制

在選擇骨料的時候，可以在滿足施工構(gòu)件條件的基礎(chǔ)上選擇顆粒較大的碎石，碎石具有強度高的特點，在使用的時候應(yīng)該對其進(jìn)行合理的搭配，這樣可以使碎石骨料得到科學(xué)的連續(xù)級配，這樣就可以對大體積混凝土之間的孔隙進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而節(jié)約水泥資源，有效的降低水化熱，使混凝土在凝結(jié)過程中的干縮變形可以得到控制，最終實現(xiàn)對混凝土裂縫進(jìn)行預(yù)防的目的。

2.3 添加一定劑量的外加劑

當(dāng)前，市政工程大體積混凝土工程施工過程中往往都會添加一定劑量的外加劑。長期的建筑實踐表明，粉煤灰作為外加劑添加到混凝土中，從一定程度上對混凝土的密實度以及和易性進(jìn)行改善，在此基礎(chǔ)上，提高其抗?jié)B能力，并降低其收縮徐變。除了粉煤灰外，目前建筑工程中較常用的外加劑是UFA膨脹劑，它的使用能使混凝土的內(nèi)部出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，此種情況的出現(xiàn)，一方面可以使其密實度得到有效的保證，另一方面則可以使其內(nèi)部出現(xiàn)壓力，從而抵消拉應(yīng)力。

2.4對施工階段裂縫進(jìn)行預(yù)防以及控制

混凝土施工主要有以下幾個部分：生產(chǎn)、澆筑、環(huán)境溫度、后期混凝土的養(yǎng)護(hù)方法和養(yǎng)護(hù)措施等，是保護(hù)大體積混凝土溫度裂縫的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。夏季施工是在溫度較高的情況下進(jìn)行施工，再加上水泥水化熱對混凝土的影響，使得溫度變形尤為突出，為了減少溫度對混凝土的影響，在施工過程中施工人員應(yīng)降低澆筑的溫度，可以采用對砂石、原材料用篷布覆蓋的方式來避免陽光照射使溫度過高，同時也可以去除表層材料，用下面的溫度較低的材料。攪拌混凝土?xí)r盡量使用溫度較低的水，上述措施對降低混凝土的入模溫度是十分有作用的，同時還可以對溫度變形進(jìn)行控制，具有應(yīng)用價值。

施工人員在進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)工作的過程中，應(yīng)該在其表面較厚的保溫保水的材料進(jìn)行保溫，根據(jù)天氣情況和覆蓋材料的濕潤程度，及時灑水進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，使外界高溫對混凝土的凝固過程盡量不產(chǎn)生過大的影響，從而避免混凝土因為溫度突然下降而產(chǎn)生裂縫，與此同時，還可以確保水泥水化的正常進(jìn)行，進(jìn)而有效避免濕度裂縫的產(chǎn)生。在冬季進(jìn)行施工之前，施工人員需要解決混凝土在初期的凝結(jié)中被凍住的問題，而想要解決此問題，最主要的就是對混凝土澆筑的溫度進(jìn)行控制，最好高于外界氣候溫度。冬季的天氣較為寒冷，施工人員想要確保澆筑的質(zhì)量，就應(yīng)該在10℃左右的天氣中進(jìn)行施工，與此同時，還可以在施工之前使用蒸汽的方式來對冷壁進(jìn)行加熱，而針對原材料，則可以根據(jù)天氣溫度的變化來確定是否需要進(jìn)行預(yù)熱。在對石料進(jìn)行加熱的時候，應(yīng)該確定好溫度，最高的溫度應(yīng)該在75℃，混凝土攪拌過程中盡量使用加熱后的水，以保證澆筑的溫度。另外，在運輸?shù)倪^程中，還應(yīng)該做好保溫工作，這樣就可以減少熱量損失，為施工人員進(jìn)行保溫工作提供便利。

3、總結(jié)

對大體積混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行有效的控制與預(yù)防將會直接影響工程的穩(wěn)定性和持久性，因此，在施工中應(yīng)該實施相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施、合理選擇水泥的品種與控制水泥用量、添加一定的外加劑等措施能夠有效的解決混凝土裂縫的產(chǎn)生率，大體積混凝土工程施工中需要我們認(rèn)真貫徹這些措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]王明磊.《大體積混凝土施工裂縫的預(yù)防與補救措施研究》.長安大學(xué)，2010-05-04

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