胡鵬飛

（成都市恒輝商品混凝土有限責(zé)任公司，四川成都610100）

我國建筑行業(yè)迅猛發(fā)展，但是混凝土裂縫問題卻時(shí)有發(fā)生?；炷廉a(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度比較低，在受力不均的情況下容易產(chǎn)生裂縫，從而影響整體承載力。越來越多的大體積混凝土裂縫問題引起社會(huì)廣泛關(guān)注。本文將分析大體積混凝土裂縫出現(xiàn)的原因，并提出相應(yīng)的防治措施。

1 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生機(jī)理分析

1.1 大體積混凝土概念

對(duì)于現(xiàn)場建筑的混凝土結(jié)構(gòu)而言，其尺寸往往很大，考慮到水泥水化熱不容易消散，同時(shí)受到外部氣候影響，所以，這種混凝土結(jié)構(gòu)溫差變化較大，進(jìn)而使得收縮裂縫時(shí)有發(fā)生，為規(guī)避收縮裂縫的產(chǎn)生可以采用一些相應(yīng)措施，相關(guān)構(gòu)造即為大體積混凝土。由于大體積混凝土的斷面面積不同，所以，零件強(qiáng)度與配筋數(shù)量存在差別。

1.2 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生機(jī)理

在工程作業(yè)過程中大體積混凝土出現(xiàn)溫度裂縫的根本原因是內(nèi)部應(yīng)力增加，由于內(nèi)部溫差的存在，使得一些質(zhì)點(diǎn)出現(xiàn)約束阻礙，一旦溫度應(yīng)力達(dá)到混凝土承受限值，裂縫將會(huì)產(chǎn)生。實(shí)際上，所有混凝土構(gòu)件都或多或少存在微觀裂縫，只要微觀裂縫不影響混凝土承載力，裂縫對(duì)混凝土的質(zhì)量影響可以忽略不計(jì)。然而，當(dāng)微觀裂縫發(fā)展為宏觀裂縫后，最終將形成貫穿裂縫，直接降低混凝土的使用性能。本節(jié)將分析產(chǎn)生裂縫的主要機(jī)理，進(jìn)而為溫度裂縫的技術(shù)控制提供依據(jù)。

1.2.1 水化熱影響

當(dāng)混凝土處于硬化過程中，由于水泥的水化作用會(huì)產(chǎn)生大量熱量，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土溫度驟升。但是，在混凝土溫度升高時(shí)，混凝土并沒有完全硬化，因此，會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，這是產(chǎn)生裂縫的主要原理。

1.2.2 內(nèi)外約束影響

混凝土在前期升高時(shí)會(huì)出現(xiàn)變形情況，該形變量通常在外部約束面的約束下不會(huì)擴(kuò)展，但是會(huì)在接觸面產(chǎn)生壓應(yīng)力。因?yàn)樵缙诨炷粱焕?，所以，壓?yīng)力相應(yīng)較小。然而隨著溫度的降低，拉應(yīng)力將會(huì)持續(xù)增大，直至超過抗拉極限，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。除此之外，對(duì)于大體積混凝土而言，如果厚度超過500mm，結(jié)構(gòu)內(nèi)部會(huì)存在熱量不均勻的情況，因此，內(nèi)部存在自約束應(yīng)力，這也是產(chǎn)生裂縫的重要原因。

1.2.3 外界氣溫影響

作業(yè)溫度對(duì)混凝土最終質(zhì)量影響較大。當(dāng)溫度很高時(shí)，此時(shí)大體積混凝土散熱難度增加，長時(shí)間維持高溫，容易產(chǎn)生大裂縫。

2 大體積混凝土溫度裂縫的防控措施

雖然溫度裂縫十分常見，但是，可以通過相應(yīng)技術(shù)手段避免溫度裂縫的產(chǎn)生，結(jié)合筆者工程經(jīng)驗(yàn)探析溫度裂縫的具體防控措施。

2.1 合理選擇原材料

水泥的種類與摻量均會(huì)影響混凝土裂縫產(chǎn)生，由于混凝土內(nèi)外溫差是產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因，所以，可以采用低熱水泥來控制水泥水化熱的產(chǎn)生，進(jìn)而避免大體積混凝土的溫度出現(xiàn)驟升。

大體積混凝土對(duì)強(qiáng)度要求適中，其中砂子與骨料比例很高，通常占到總質(zhì)量的80%，所以，可以通過合理選擇集料來控制混凝土穩(wěn)定性。在選取粗骨料時(shí)，可以選擇自然連續(xù)級(jí)配的粗骨料，且盡量選擇顆粒半徑較大的材料，這樣可以降低骨料空隙從而降低水泥用量，進(jìn)而降低水化熱。試驗(yàn)證明，每減少20kg水泥，溫度將降低2℃以上；細(xì)骨料的選取則主要選取細(xì)度模數(shù)為2.6至2.9之間的，而且采用平均顆粒直徑較大的細(xì)骨料有利于降低大體積混凝土溫度升高速率。

在混凝土中摻用摻合料也起到控制溫度裂縫的作用，延長了混凝土凝結(jié)時(shí)間，降低水化熱速率，從而提高混凝土的抗裂性能。但不同摻合料對(duì)混凝土的抗裂性能的貢獻(xiàn)不同。由于粉煤灰的滾珠效應(yīng)和火山灰效應(yīng)，混凝土中摻入適量的粉煤灰可以不同程度地提高混凝土各方面的性能。當(dāng)粉煤灰摻量小于20%時(shí)，混凝土的早期抗壓強(qiáng)度降低幅度不超過15%，混凝土成本有所降低；當(dāng)混凝土摻入20%～40%時(shí)，可以改善混凝土大部分性能，但早期強(qiáng)度有明顯的降低，同時(shí)抗碳化和抗凍性能也有所降低；通過實(shí)驗(yàn)當(dāng)粉煤灰摻到50%時(shí)，可降低35%的水化熱。

大體積混凝土一般采用緩凝型高性能減水劑，其主要作用是延緩凝結(jié)時(shí)間、降低初期水化熱和峰值、減水率高、適當(dāng)?shù)囊龤狻⒂行Ы档退砻鎻埩?，可以在提高混凝土性能的同時(shí)減少拌和水和水泥的使用，在相同強(qiáng)度條件下，可以降低水泥使用量10%以上，從而間接控制水化熱量的產(chǎn)生。

2.2 改善施工質(zhì)量

不同的澆筑方式對(duì)混凝土性能影響大，尤其對(duì)于大體積混凝土，采用一次性澆筑時(shí)溫度裂縫更容易產(chǎn)生，因此，可以用分層次澆筑取代。

在混凝土初凝前實(shí)現(xiàn)二次振搗不僅可以提高混凝土與鋼筋的粘合情況，而且有利于減少由于混凝土沉降而產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力?；炷炼握駬v的時(shí)間相當(dāng)重要，通常選在第一次振搗尚未恢復(fù)的狀態(tài)。

混凝土攪拌時(shí)水分和石子發(fā)生接觸，隨著混凝土的逐漸成型，水分將會(huì)慢慢地向接觸面移動(dòng)，最終在石子表面形成一層水膜。水膜的產(chǎn)生會(huì)降低粘合效果，進(jìn)而降低混凝土的力學(xué)性能。因此，對(duì)于大體積混凝土應(yīng)當(dāng)采用更加先進(jìn)的攪拌工藝，避免水分向接觸面聚集，從而提高混凝土抗拉能力。

出機(jī)溫度對(duì)于控制混凝土裂縫同樣重要，對(duì)于大體積混凝土而言，其中包含物質(zhì)較多，但是石子的比熱容是最低的，而水的比熱容最大。因此，石子和水對(duì)混凝土離開機(jī)器的溫度影響最為顯著。為合理控制出機(jī)溫度，可以避免陽光直射，進(jìn)而降低石子溫度，必要時(shí)可以用涼水對(duì)石子進(jìn)行沖洗。

2.3 改善邊界約束與構(gòu)造

可以通過在外約束接觸面位置設(shè)置滑動(dòng)層，例如添加熱瀝青與瀝青油氈紙，同時(shí)，也可以設(shè)置緩沖層來降低基礎(chǔ)收縮時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向壓力，例如在底板地梁位置增設(shè)聚苯乙烯泡沫塑料來隔離緩沖的效果。除此之外，還可以設(shè)置應(yīng)力緩和溝，即在結(jié)構(gòu)表面每間隔一段距離劃出一條溝，相關(guān)技術(shù)在我國地下建筑項(xiàng)目起到了預(yù)期效果。

3 結(jié)語

大體積混凝土開裂是工程中的常見現(xiàn)象，通過采用合理的技術(shù)措施能夠有效地控制溫度開裂。未來應(yīng)當(dāng)更加深入地對(duì)混凝土溫度應(yīng)力進(jìn)行核算，并對(duì)混凝土材料力學(xué)性能進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，從而為提高大體積混凝土應(yīng)用性能提供依據(jù)。