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有限公司 200436）

隨著我國基礎(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)、橋承臺等。社會發(fā)展的同時，大體積混凝土在建筑工程中的應(yīng)用也越來越多。而大體積裂縫的問題也逐漸成為建筑大體積混凝土研究中一個主要課題。因為產(chǎn)生裂縫的原因較多，大多也難以用肉眼觀察到。對這個問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：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)生的裂縫問題一般不怎么突出。但是大體積混凝土裂縫問題更為嚴(yán)重。當(dāng)前，我國對這方面的規(guī)范也還不完善，一些工程需要憑借一定的經(jīng)驗來控制裂縫，因而裂縫問題產(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)。作為其中的一個主要因素，水化反應(yīng)過程中因產(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，因為同大氣接觸，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產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)這種力高于其本身的抗拉強度的時候就會致使裂縫出現(xiàn)。

其次，外界的溫度影響。施工過程中致使外部溫度發(fā)生變化也會導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。在實際的施工過程中，如果外部的溫度交稿，混凝土澆筑的溫度也會因此升高，如果外部的溫度下降，而混凝土表面散熱較好，溫度也會降低。不過，其內(nèi)部的溫度會因為施工溫度和水化反應(yīng)等難以下降，所以就會產(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，在這個過程當(dāng)中，對結(jié)構(gòu)就會給予一定的約束。約束的存在不可避免的會給結(jié)構(gòu)的變形帶來阻礙。在澆筑的前期中，因為內(nèi)部溫度比較高，就會導(dǎo)致體積出現(xiàn)膨脹，但因為混凝土還沒有完全的硬化，其彈性的模量就比較小。這種約束條件也就很難會膨脹產(chǎn)生約束。

不過，隨著時間的延長，等混凝土完全硬化后，彈性模量也就會增加，混凝土內(nèi)部的溫度也會開始下降而使得體積收縮。因為約束條件，會對收縮產(chǎn)生阻礙，同時彈性模量也會造成拉應(yīng)力，這種應(yīng)力達(dá)到一定的程度的時候就會造成裂縫的出現(xiàn)。

其次，混凝土本身的收縮問題。在混凝土中滲入的水并不全部水參與水化反應(yīng)，其實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，這些水最后會蒸發(fā)，而這個過程中就會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)伸縮。在這樣的情況下，如果遇到約束就會產(chǎn)生裂縫。

最后，因為施工的不合理也會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。在施工的過程中如果運輸混凝土的時間比較長，就會導(dǎo)致其失水，在后期要確保其流動就會人工進(jìn)行加水，對此就會使得其強度下降。

二、減小裂縫的處理方法

因為工程的設(shè)計、原材料、施工方法以及養(yǎng)護等會對大體積混凝土造成影響，在進(jìn)行抗裂控制的時候，要對這些因素進(jìn)行綜合考慮，而且也要加強對施工和設(shè)計的管理，盡可能的避免因處理不當(dāng)而產(chǎn)生裂縫。

第一，在設(shè)計結(jié)構(gòu)的時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)計的時候，因為要減少混凝土收縮而造成的裂縫，通常會采取設(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，但是會使得建筑的結(jié)構(gòu)完整受到破壞。因此也會在設(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)計中，也盡量避免截面突變引起的應(yīng)力集中。

第二，加強對水化溫度的控制。水化反應(yīng)是影響混凝土產(chǎn)生裂縫的一個主要因素，因而通過降低水化反應(yīng)所導(dǎo)致的溫度增加來對裂縫進(jìn)行控制能起到一定的作用。選擇水泥的時候，應(yīng)該選擇水化熱比較低的水泥。也可以通過降低水泥的使用量來使得水化熱量降低。選擇骨料的時候，要選擇導(dǎo)熱性較好的。因為骨料在混凝土中占據(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，加強施工的管理。通過引進(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，加大接觸面的力，以此來避免裂縫的出現(xiàn)。另外，基于對澆筑問題的控制也是作為施工措施管理的一種方法，來控制裂縫出現(xiàn)。比如，在第一節(jié)中分析到因為澆注的溫度太高，就會造成內(nèi)部溫度太高，引起溫度差。有的工程為了減少澆筑的溫度，會在此前冷卻水泥。另外，做好混凝土的養(yǎng)護也是避免裂縫出現(xiàn)的一個措施。

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

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