趙一新

論大體積混凝土裂縫控制

趙一新

（中鐵上海工程局集團(tuán)有限公司 200436）

隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的飛速發(fā)展，在施工中難免遇到大體積混凝土結(jié)構(gòu)，比如高層建筑基礎(chǔ)、橋承臺(tái)等。社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，大體積混凝土在建筑工程中的應(yīng)用也越來(lái)越多。而大體積裂縫的問(wèn)題也逐漸成為建筑大體積混凝土研究中一個(gè)主要課題。因?yàn)楫a(chǎn)生裂縫的原因較多，大多也難以用肉眼觀察到。對(duì)這個(gè)問(wèn)題的處理也就較為復(fù)雜。

混凝土；裂縫；控制

同普通的混凝土相比較而言，大體積混凝土有著以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)體型大、用量多、工程條件較為復(fù)雜、施工難度高。普通混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫問(wèn)題一般不怎么突出。但是大體積混凝土裂縫問(wèn)題更為嚴(yán)重。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)這方面的規(guī)范也還不完善，一些工程需要憑借一定的經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制裂縫，因而裂縫問(wèn)題產(chǎn)生的事故發(fā)生率也較高。

一、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

造成建筑混凝土裂縫的原因較多，這里對(duì)幾種主要的因素進(jìn)行分析。

首先，水化反應(yīng)。作為其中的一個(gè)主要因素，水化反應(yīng)過(guò)程中因產(chǎn)生很多熱量導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部溫度加快增加。通常情況下，大體積混凝土的體型是比較大的，但其導(dǎo)熱性不高，就會(huì)致使內(nèi)部聚積較多難以消散的熱量。一些工程中，這種反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部溫度高達(dá)20多攝氏度或以上。而其外部，因?yàn)橥髿饨佑|，有著較好的散熱條件，內(nèi)外溫度產(chǎn)生的差就大，致使混凝土的表面會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)這種力高于其本身的抗拉強(qiáng)度的時(shí)候就會(huì)致使裂縫出現(xiàn)。

其次，外界的溫度影響。施工過(guò)程中致使外部溫度發(fā)生變化也會(huì)導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。在實(shí)際的施工過(guò)程中，如果外部的溫度交稿，混凝土澆筑的溫度也會(huì)因此升高，如果外部的溫度下降，而混凝土表面散熱較好，溫度也會(huì)降低。不過(guò)，其內(nèi)部的溫度會(huì)因?yàn)槭┕囟群退磻?yīng)等難以下降，所以就會(huì)產(chǎn)生溫度差，致使溫度應(yīng)力產(chǎn)生，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

另外，約束條件的影響。建筑結(jié)構(gòu)需要承受一定的荷載，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，對(duì)結(jié)構(gòu)就會(huì)給予一定的約束。約束的存在不可避免的會(huì)給結(jié)構(gòu)的變形帶來(lái)阻礙。在澆筑的前期中，因?yàn)閮?nèi)部溫度比較高，就會(huì)導(dǎo)致體積出現(xiàn)膨脹，但因?yàn)榛炷吝€沒(méi)有完全的硬化，其彈性的模量就比較小。這種約束條件也就很難會(huì)膨脹產(chǎn)生約束。

不過(guò)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，等混凝土完全硬化后，彈性模量也就會(huì)增加，混凝土內(nèi)部的溫度也會(huì)開(kāi)始下降而使得體積收縮。因?yàn)榧s束條件，會(huì)對(duì)收縮產(chǎn)生阻礙，同時(shí)彈性模量也會(huì)造成拉應(yīng)力，這種應(yīng)力達(dá)到一定的程度的時(shí)候就會(huì)造成裂縫的出現(xiàn)。

其次，混凝土本身的收縮問(wèn)題。在混凝土中滲入的水并不全部水參與水化反應(yīng)，其實(shí)只有少部分參與其中，而大部分的水則主要是引起混凝土的流動(dòng)，這些水最后會(huì)蒸發(fā)，而這個(gè)過(guò)程中就會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)伸縮。在這樣的情況下，如果遇到約束就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

最后，因?yàn)槭┕さ牟缓侠硪矔?huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。在施工的過(guò)程中如果運(yùn)輸混凝土的時(shí)間比較長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致其失水，在后期要確保其流動(dòng)就會(huì)人工進(jìn)行加水，對(duì)此就會(huì)使得其強(qiáng)度下降。

二、減小裂縫的處理方法

因?yàn)楣こ痰脑O(shè)計(jì)、原材料、施工方法以及養(yǎng)護(hù)等會(huì)對(duì)大體積混凝土造成影響，在進(jìn)行抗裂控制的時(shí)候，要對(duì)這些因素進(jìn)行綜合考慮，而且也要加強(qiáng)對(duì)施工和設(shè)計(jì)的管理，盡可能的避免因處理不當(dāng)而產(chǎn)生裂縫。

第一，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的時(shí)候要合理的采取措施。大多數(shù)建筑在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，因?yàn)橐獪p少混凝土收縮而造成的裂縫，通常會(huì)采取設(shè)置伸縮縫。這種方法雖然能夠在一定的程度上避免裂縫產(chǎn)生，但是會(huì)使得建筑的結(jié)構(gòu)完整受到破壞。因此也會(huì)在設(shè)置后進(jìn)行分層分塊澆筑。這種方法要在接縫的地方處理好以防止?jié)B漏。

設(shè)置應(yīng)力緩沖溝也是工程中常用的減小混凝土拉應(yīng)力的措施。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，也盡量避免截面突變引起的應(yīng)力集中。

第二，加強(qiáng)對(duì)水化溫度的控制。水化反應(yīng)是影響混凝土產(chǎn)生裂縫的一個(gè)主要因素，因而通過(guò)降低水化反應(yīng)所導(dǎo)致的溫度增加來(lái)對(duì)裂縫進(jìn)行控制能起到一定的作用。選擇水泥的時(shí)候，應(yīng)該選擇水化熱比較低的水泥。也可以通過(guò)降低水泥的使用量來(lái)使得水化熱量降低。選擇骨料的時(shí)候，要選擇導(dǎo)熱性較好的。因?yàn)楣橇显诨炷林姓紦?jù)了較大的體積，如果其導(dǎo)熱性好，散熱也就好。另外，還可以在混凝土中加入一定的粉煤灰，這樣不僅可以一定程度上減少水泥量的使用，還可以提高其抗裂能里。此外，在混凝土中加入一定的網(wǎng)狀纖維來(lái)控制裂縫的方法也得到應(yīng)用。這種網(wǎng)狀纖維就好比是細(xì)小的鋼筋網(wǎng)，有一定的抑制裂縫的效果。

第三，加強(qiáng)施工的管理。通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的攪拌技術(shù)，可促使混凝土原料更為的均勻。特別是在骨料同水泥的接觸面上，這種先進(jìn)的攪拌工藝可以使得接觸面更加的密實(shí)，加大接觸面的力，以此來(lái)避免裂縫的出現(xiàn)。另外，基于對(duì)澆筑問(wèn)題的控制也是作為施工措施管理的一種方法，來(lái)控制裂縫出現(xiàn)。比如，在第一節(jié)中分析到因?yàn)闈沧⒌臏囟忍?，就?huì)造成內(nèi)部溫度太高，引起溫度差。有的工程為了減少澆筑的溫度，會(huì)在此前冷卻水泥。另外，做好混凝土的養(yǎng)護(hù)也是避免裂縫出現(xiàn)的一個(gè)措施。

總之，大體積混凝土裂縫要如何控制，其中涉及的問(wèn)題較多。要做好裂縫的控制，不僅要做好施工、設(shè)計(jì)等工作，也要加強(qiáng)各個(gè)單位的配合管理。綜合考慮各種因素，各個(gè)擊破，才能最大程度的減少裂縫問(wèn)題。

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