淺談大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防控措施

劉飛

摘? 要： 近些年，我國的經(jīng)濟(jì)水平得到了穩(wěn)步提高，我國各行各業(yè)都得到了一個(gè)穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境，這對(duì)于提高我國的國際地位是非常有利的。由于 我國對(duì)市政行業(yè)的支持力度不斷加大，我國建造出了很多世界性奇跡的市政工程，為了可以最大程度地保證市政工程的施工質(zhì)量，我國相關(guān)部門也加大 了對(duì)市政行業(yè)的重視力度，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)建造提出了更高的要求、標(biāo)準(zhǔn)也是越來越高，同時(shí)對(duì)大體積混凝土材料的性能也提出了更高的要求。本文 對(duì)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防控措施進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞： 大體積;混凝土裂縫;控制措施

1 混凝土的介紹

混凝土材料是市政行業(yè)必不可少的材料之一，它是由多種物質(zhì)材料組 成的復(fù)合型材料，具有非常好的性能，并且與其他的材料相比，混凝土的 造價(jià)成本相對(duì)于低一些。它具有其他材料所不具備的特性，它具有不連續(xù) 性，非均質(zhì)性的特點(diǎn)但是它也存在著許多不足之處，例如，由于混凝土本 身所具有的特性，如果混凝土所承載的重量超過一定范圍，那么混凝土的 力學(xué)性質(zhì)以及變形和破壞機(jī)理都具有非常大的離散性，除此之外，混凝土 還具有尺寸效應(yīng)，這些問題的存在，都是大體積混凝土材料特性研究所需 要面臨解決的問題。例如，在高拱壩上使用混凝土材料時(shí)，就需要根據(jù)實(shí) 際的情況，正確合理地使用這樣才可以有效地保證市政工程的安全性，做 好相關(guān)的施工計(jì)劃安排，才能最大程度地降低施工的成本。

2 混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

2.1? 溫差原因產(chǎn)生裂縫

在進(jìn)行施工的過程中，在利用高強(qiáng)度大體積混凝土材料對(duì)工程進(jìn)行 澆筑的過程中，由于水泥的水化熱就會(huì)散發(fā)出大量的熱量，這就會(huì)導(dǎo)致混 凝土內(nèi)部的溫度就會(huì)大幅度的上升，同時(shí)，也會(huì)大大降低其導(dǎo)熱系數(shù)。并 且，大體積混凝土材料自身的體積非常大，而且結(jié)構(gòu)也是非常的厚，這樣 就會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的熱量不容易散發(fā)出去，大體積混凝土材料內(nèi)部的溫 度就會(huì)大大地增加;另一方面，混凝土的另一方面會(huì)與空氣產(chǎn)生了進(jìn)行全 面的接觸，混凝土材料的表面溫度就會(huì)散發(fā)得很快，這就導(dǎo)致了表面的溫 度較低，與混凝土內(nèi)部的氣溫形成了鮮明的對(duì)比，由于是兩個(gè)溫度的極 端，這就非常容易的出現(xiàn)溫度應(yīng)力以及溫度變形，在大體積混凝土的澆筑 過程中，由于受到周圍環(huán)境的影響，如果澆筑的溫度不能正確把握的話， 那么就會(huì)進(jìn)一步的加大混凝土內(nèi)部與外部的溫度差，這就導(dǎo)致了混凝土由 于溫度的原因而產(chǎn)生的裂縫，這非常不利于混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

2.2? 水分蒸發(fā)產(chǎn)生裂縫

據(jù)大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在對(duì)混凝土澆筑完畢之后， 80%的水分會(huì)被空氣 給蒸發(fā)掉，僅有20%會(huì)被混凝土給吸收。因此，混凝土在凝結(jié)成硬核以及 散熱的過程中水分蒸發(fā)，必然會(huì)引混凝土體積發(fā)生收縮效應(yīng)，特別是大體 積的混凝土的這種現(xiàn)象就顯得更加的明顯。因此，水分蒸發(fā)也是大體混凝 土產(chǎn)生裂縫的重要原因之一。

2.3? 水熱化產(chǎn)生裂縫

在對(duì)高強(qiáng)度大體積混凝土材料進(jìn)行澆筑的過程中，混凝土是由多種材 質(zhì)組按一定的比例組合而成，混凝土的內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，水化 熱現(xiàn)象的產(chǎn)生會(huì)混凝土本身的溫度產(chǎn)生巨大的影響。并且，我們?cè)谶M(jìn)行混 凝土澆筑的時(shí)，會(huì)用到一些固定的模板，但因?yàn)榛炷習(xí)l(fā)生水化熱的現(xiàn) 象，混凝土的模板以及結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化，就會(huì)產(chǎn)生變形，混凝土在凝固 的過程中，就會(huì)不受其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及模板的約束。因此，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的 約束應(yīng)力，如果沒有采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)措施，那么就會(huì)自然而然地產(chǎn)生約束 裂縫。

3 控制大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的措施

3.1? 提高設(shè)計(jì)合理性

（ 1 ）在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)提高結(jié)構(gòu)形式設(shè) 計(jì)的合理性，既要滿足理論和使用要求，也要考慮經(jīng)濟(jì)性，盡量不復(fù)雜， 減少工程量。（ 2 ）由于大體積混凝土施工體積較大，因此其施工周期相 對(duì)較長，設(shè)計(jì)人員應(yīng)以結(jié)構(gòu)受力情況為基礎(chǔ)，對(duì)混凝土評(píng)定驗(yàn)收齡期進(jìn) 行確定，在保障施工進(jìn)度的前提下，增加評(píng)定驗(yàn)收齡期。在評(píng)定驗(yàn)收過程 中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)以混凝土后期強(qiáng)度為基礎(chǔ)，對(duì)水泥用量進(jìn)行控制，達(dá)到減少大體積混凝土裂縫的目的。（ 3 ）設(shè)計(jì)人員應(yīng)以規(guī)范要求為基礎(chǔ)，適當(dāng) 增加構(gòu)造鋼筋，在配筋時(shí)，應(yīng)采取小間距、小直徑的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。與此 同時(shí)，為了使混凝土抗裂性能進(jìn)一步提高，設(shè)計(jì)人員還可以將金屬擴(kuò)張網(wǎng) 等增設(shè)在混凝土表面。

3.2? 提高施工質(zhì)量控制水平

（ 1 ）控制入模溫度和澆筑溫度。在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，周 圍環(huán)境的溫度即為澆筑溫度?；炷林苽渫瓿珊螅?jīng)過運(yùn)輸達(dá)到澆筑現(xiàn) 場，其澆筑時(shí)的溫度即為入模溫度。在夏季對(duì)大體積混凝土實(shí)施施工時(shí)， 入模溫度和澆筑溫度應(yīng)不超過35℃。為了降低入模溫度和澆筑溫度，施工 單位可以采取搭設(shè)涼棚或風(fēng)冷法等方式對(duì)其進(jìn)行降溫處理，與此同時(shí)，在 大體積混凝土澆筑過程中，施工單位應(yīng)選擇下午或早晨溫度較低時(shí)候進(jìn)行 施工。在冬季施工過程中，入模溫度和澆筑溫度應(yīng)不低于5℃，當(dāng)溫度較 低時(shí)，施工單位可以采取蒸汽養(yǎng)護(hù)形式對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行保溫，減少混凝 土內(nèi)外部的溫差，達(dá)到降低裂縫的目的。（ 2 ）控制骨料溫度降低骨料溫 度，拌和時(shí)加入水或冰塊。在大體積混凝土施工過程中，施工單位應(yīng)對(duì)骨 料溫度進(jìn)行控制。在骨料儲(chǔ)存過程中，施工人員可以采取搭設(shè)涼棚和料倉 的方式，減少陽光直射，與此同時(shí)，施工人員還應(yīng)對(duì)骨料堆積高度進(jìn)行控 制，降低砂石料溫度。在拌和過程中，為了降低混凝土溫度，施工人員亦 可使用冰塊代替部分拌和用水進(jìn)行施工。（ 3 ）設(shè)置冷卻水管。在大體積 混凝土澆筑施工時(shí)，為了使混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)一步降低，施工單位可以設(shè) 置冷卻水管。冷卻水管應(yīng)為鐵管，規(guī)格通常為42.5mm ×3.25mm，水流量 應(yīng)不低于30L/S，與此同時(shí)，冷卻水管中的水應(yīng)使用現(xiàn)場的河水或井水， 不但可以方便取水，還可以提高降溫效果。在對(duì)該工程施工過程中，根據(jù) 其內(nèi)部溫度分布以及降溫需要，施工單位可采用三層冷卻水管進(jìn)行施工。 使用結(jié)束后，使用灌漿料進(jìn)行灌實(shí)，封閉。（ 4 ）提高溫度監(jiān)測質(zhì)量。為 了對(duì)大體積混凝土溫度進(jìn)行監(jiān)測，施工單位應(yīng)合理設(shè)置測溫點(diǎn)，對(duì)降溫速 率、溫度差、外表溫度以及最高溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。通常測溫點(diǎn)應(yīng) 設(shè)置在易冷卻和溫度變化較大的位置，為了監(jiān)測外表面溫度，施工單位還 應(yīng)在混凝土外表面設(shè)置測溫點(diǎn)，測溫點(diǎn)與外表面的距離應(yīng)為3～5cm。

3.3? 提高后期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量

為了對(duì)大體積混凝土裂縫進(jìn)行控制，在混凝土澆筑完成后，施工單 位應(yīng)對(duì)其進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)。在正常養(yǎng)護(hù)條件下，施工人員應(yīng)對(duì)大體積混凝土 溫度進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)選用的水泥品種選擇合適的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，一般養(yǎng)護(hù)時(shí)間 應(yīng)大于14天。在大體積混凝土終凝后10 ～ 12h的時(shí)間段內(nèi)，施工人員應(yīng)對(duì) 其進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，采取專人、定時(shí)制度，及時(shí)記錄觀測溫度及養(yǎng)護(hù)時(shí) 間，保證養(yǎng)護(hù)周期和養(yǎng)護(hù)效果，控制混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差。

4 結(jié)束語

總而言之，為了防止大體積混凝土結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生裂縫，通過降低水化 熱，延緩升溫值及升溫速度，通過對(duì)水泥、骨料選擇，配合比優(yōu)化，施工 方法選擇，埋設(shè)降溫排管等措施，起到良好的作用，大大地降低基礎(chǔ)表面 的裂縫，提高工程質(zhì)量，將所產(chǎn)生的裂縫危害降到最低，減少因其裂縫的 產(chǎn)生對(duì)混凝土工程的質(zhì)量與壽命的影響，做到事前、事中、事后控制，使 其更好地投入到運(yùn)行中，具有較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益。

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