建筑工程大體積混凝土施工裂縫控制措施研究

吳迪

（齊齊哈爾宏宇建筑工程質(zhì)量檢測有限責任公司）

摘 要：大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是當前工程建設過程中極易出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題，嚴重影響整個工程項目建設的質(zhì)量和安全性，從而在一定程度上制約著工程項目建設的經(jīng)濟效益和社會效益。本文就大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因進行分析，并提出科學化的防控技術(shù)措施，以加強施工質(zhì)量管理與控制，僅供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：工程項目建設；大體積混凝土；結(jié)構(gòu)裂縫；原因；控制技術(shù)

當前社會經(jīng)濟發(fā)展形勢下，建筑行業(yè)不斷發(fā)展進步，高層建筑和超高層建筑不斷涌現(xiàn)建筑施工技術(shù)也不斷完善，現(xiàn)代化的施工設施與設備逐漸被廣泛應用于工程項目建設過程中。大體積混凝土結(jié)構(gòu)是當前高層建筑的主要基礎結(jié)構(gòu)形式，但就實際施工情況來看，大體積混凝土結(jié)構(gòu)受到水泥水化熱作用或內(nèi)外溫度差異等因素的影響，極易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，嚴重影響工程項目整體建設質(zhì)量。為降低裂縫的發(fā)生幾率，提高大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，加大力度探討大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預防與控制措施是非常必要的。

1 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因

一是水化溫升高，體積變化大?；炷馏w積越大，水泥總用量相對大，水泥水化產(chǎn)生的熱量越不易散發(fā)，溫升越高，引起的體積變化也越大。大體積混凝土澆注后，內(nèi)部溫度遠較外部高，形成較高的溫差，造成內(nèi)漲外縮，使構(gòu)件表面產(chǎn)生很大拉應力以至開裂。

二是受約束，產(chǎn)生拉應力。不受約束的混凝土是不會產(chǎn)生內(nèi)應力的，體積變化受約束才產(chǎn)生內(nèi)應力。約束條件有兩種，即外約束和內(nèi)約束。外約束是指結(jié)構(gòu)物的邊界條件，一般指基礎或其他外界因素對結(jié)構(gòu)物的約束，水泥水化后期，散發(fā)熱量大于放熱量，構(gòu)件溫度降低，體積收縮，受邊界條件約束，產(chǎn)生拉應力。內(nèi)約束是由于內(nèi)部水泥水化熱不易散發(fā)，表面則易于散發(fā)，內(nèi)部體積膨脹，表面則體積收縮，受內(nèi)部約束，產(chǎn)生拉應力。

2 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的防控技術(shù)措施

為促進大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題的有效解決，應當結(jié)合工程項目建設特點進行科學化分析，在準確把握大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因的基礎上，從原材料選取、配合比設計以及施工工藝等方面入手，加強大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的防控，從而切實提高這個工程項目施工質(zhì)量。

2.1 原材料選取及配合比設計

一是水泥的選取與控制。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，水泥是施工中的重要材料，而水泥水化后所釋放的熱量與其品種存在密切的聯(lián)系，因此在實際施工過程中對水泥進行選取時，應當在滿足工程建設相關(guān)標準的基礎上，盡可能選用水化熱低而凝結(jié)時間較長的水泥材料，并混凝土材料的力學性能和耐久性等因素進行科學分析，確保實際施工過程中能夠在保證施工質(zhì)量的同時對水泥質(zhì)量進行科學化控制，實現(xiàn)工程建設資源的優(yōu)化配置和合理利用。相關(guān)工程實踐表明，在一定量的混凝土內(nèi)濕度減少水泥用量后，整個大體積混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土內(nèi)溫度可降低1℃左右，在降低總體水化熱的同時，最大程度上降低了混凝土內(nèi)外溫差所導致的大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)幾率。

在活性摻合材料的選取和管理上，應當結(jié)合工程項目建設的實際情況加以全面分析，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中摻加適量活性摻合材料，在保證混凝土實際性能的基礎上，減少水泥用量以控制水化熱。就當前各地區(qū)工程項目建設的實際情況來看，大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中大多以粉煤灰作為主要的活性摻合材料。粉煤灰具在大體積混凝土中具有良好的應用效果，由于粉煤灰火山灰的反應進展相對緩慢，熱量發(fā)生的速率較低，并且粉煤灰中含有大量球型玻璃體顆粒，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，裂隙較少，內(nèi)比表面積較小，具有較強的吸附水能力，此種情況下，將粉煤灰適量摻入大體積混凝土中，能夠減小混凝土的干索縮性，在一定程度上降低混凝土的水化熱，并提高其抗裂性，從而為大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量管理與控制奠定可靠的基礎，降低大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生幾率。

就外加劑的選擇與控制來看，為降低大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生幾率，應當盡可能選用高效緩凝型減水劑，切實提高大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。相關(guān)工程實踐表明，外加劑在實際施工中具有一定緩凝作用，能夠減緩水泥的水化熱，在促進熱量消散的過程中降低大體積混凝土內(nèi)部溫度，從而降低混凝土內(nèi)外溫差，改善混凝土拌合物的和易性，優(yōu)化大體積混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，進一步提高混凝土的抗?jié)B性等耐久指標，降低大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生幾率，提高大體積混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性。高效緩凝型減水劑具有一定引氣作用，也就是說在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中對高效緩凝型減水劑進行合理應用，能夠通過微小的封閉氣泡減少骨料間的摩阻力，優(yōu)化混凝土拌合物的和易性，在保證水灰比不變的情況下，合理控制大體積混凝土施工中的水泥用量和用水量，促進降低水泥水化熱目標的順利實現(xiàn)，降低大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)生幾率。

2.2 大體積混凝土的施工工藝

分塊分層澆筑混凝土，有利于錯開拌合物內(nèi)各層的水化時刻，分散混凝土的放熱峰值。一般在第一層混凝土還未初凝時，澆注上一層。在振搗上一層時，振動棒應插入下一層50～100mm，以消除兩層之間的接縫，振動時間不宜過長，防止石子下沉造成混凝土結(jié)構(gòu)不均勻。在澆筑完畢到混凝土初凝之前，粗抹面一次，混凝土接近終凝時，應用木模第二次抹光，消除混凝土表面的龜裂裂紋。采取措施控制澆筑溫度，如拌和用水以碎冰形式加進混凝土拌合物中，使新拌混凝土的溫度被限制在6℃左右；在施工現(xiàn)場搭建遮陽蓬，防止烈日爆曬混凝土表面等。必要時可以預埋冷卻水管，用循環(huán)水進行人工導熱，以降低混凝土的內(nèi)部溫度。

2.3 大體積混凝土的養(yǎng)護和測溫

當表面混凝土接近冷卻時，表面和內(nèi)部的溫差就會產(chǎn)生溫度梯度，從而產(chǎn)生超過未成熟混凝土抗拉強度的拉應力，使混凝土開裂。因此混凝土的養(yǎng)護保溫工作非常重要，通常是在混凝土表面覆蓋麻袋、塑料薄膜、棉被等保溫材料；有時也可在混凝土終凝后，在混凝土表面蓄上一定高度的水，由于水的導熱系數(shù)為0.58W/（m·K），因而有一定的隔熱保溫效果。

在大體積混凝土不同深度處預埋測溫元件，可以隨時掌握混凝土內(nèi)部與表面溫差及大氣溫度變化情況，當溫差超過25℃時，及時采取保溫、保濕養(yǎng)護措施，防止裂縫產(chǎn)生。

結(jié)束語

總而言之，為促進大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題的有效解決，應當在實際施工過程中選取適宜的施工原材料，確保其性能與質(zhì)量滿足工程項目建設相關(guān)標準，在確定施工材料配合比的基礎上，優(yōu)化施工工藝，規(guī)范施工操作，對大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫進行科學化防控，改善大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，推進工程項目建設的安全順利進行，切實提高工程項目建設的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

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[2]武景輝.論大體積混凝土裂縫分析與預防[J].建材世界，2014（s2）.endprint