房屋建筑工程中大體積混凝土裂縫控制技術(shù)

楊登奎

（山東中海利群置業(yè)有限公司，山東 東營 257200）

0 引言

混凝土是建筑的主材料，在建筑行業(yè)發(fā)展過程中，大體積混凝土具備整體性能好、抗震性能高，在高層建筑中得到了廣泛應(yīng)用。然而，大體積混凝土自身也存在一定的缺陷，在施工過程中，澆筑量比較大，因此施工操作非常復(fù)雜，并且大體積混凝土還容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，影響建筑的質(zhì)量安全。在高層建筑施工數(shù)量不斷增多的情況下，大體積混凝土在建筑中的應(yīng)用也越來越多，并且大體積混凝土非常適合于現(xiàn)代建筑，但這也對大體積混凝土的施工要求提出更高的要求。在大體積混凝土應(yīng)用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)的是溫度裂縫、收縮裂縫以及泌水問題，對大體積混凝土的應(yīng)用帶來了難題，也對建筑的質(zhì)量安全造成了影響，因此應(yīng)對大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并提出有效的質(zhì)量控制措施。

1 大體積混凝土的定義與特點(diǎn)

1.1 大體積混凝土的定義

混凝土結(jié)構(gòu)斷面的厚度是判斷是否為大體積混凝土的重要標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下，厚度大于1 m，就是大體積混凝土。從表面厚度上，大體積混凝土與普通的混凝土存在區(qū)別，但大體積混凝土實(shí)質(zhì)上還是具有一般混凝土的特性[1]。在大體積混凝土澆筑之后，內(nèi)部和外部的溫差會比較大，隨著溫度的變化以及收縮，很容易產(chǎn)生裂縫。因此根據(jù)混凝土中水泥的強(qiáng)度、種類以及每立方米的用量和厚度，可以將混凝土區(qū)分為普通混凝土和大體積混凝土。但是這種判斷方式并不是非常精確的，為了更精準(zhǔn)的判斷，還應(yīng)結(jié)合混凝土內(nèi)外的溫升值以及環(huán)境溫度差值來進(jìn)行判斷。一般情況下混凝土的抗拉強(qiáng)度與混凝土的溫度應(yīng)力有關(guān)，在溫差不大于25℃的時(shí)候混凝土不會產(chǎn)生裂縫。相反溫差在大于25℃的時(shí)候就會產(chǎn)生裂縫。在高層建筑施工過程中，一般鋼筋混凝土底板，會應(yīng)用于箱型基礎(chǔ)以及片筏基礎(chǔ)，較厚的承臺會應(yīng)用于高層建筑樁基礎(chǔ)，這些都會應(yīng)用到大體積混凝土，在建筑的樓板與大梁中也會有一定的應(yīng)用。

1.2 大體積混凝土的特點(diǎn)

大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工一般都采用底部現(xiàn)澆高技能混凝土結(jié)構(gòu)，從而在建筑工程中，對于大體積混凝土的用量會比較多，在施工過程中還會對環(huán)境有一定的要求。在混凝土中含有大量水泥，水化熱度一般都在25℃以上，容易產(chǎn)生較大的溫差，從而造成建筑結(jié)構(gòu)的溫度變形[2]。因此大體積混凝土有一定的標(biāo)準(zhǔn)，如內(nèi)外溫度、最小斷面等，對于尺寸也存在一定的限制，平面尺寸對于混凝土溫度力也產(chǎn)生一定的影響，如果不能采用一定的控制方式，溫度力大于混凝土的拉力承受極限就容易產(chǎn)生裂縫。

2 大體積混凝土裂縫類型和產(chǎn)生的原因分析

2.1 房屋建筑大體積混凝土裂縫的類型

在房屋建筑施工中大體積混凝土的類型包含以下幾種：①干縮裂縫。這種裂縫的產(chǎn)生，與水灰比有著非常大的影響，水泥的用量直接關(guān)系著是否會產(chǎn)生干縮裂縫。在混凝土結(jié)構(gòu)中，會因?yàn)樗终舭l(fā)的不同，從而產(chǎn)生不同的變形結(jié)果。干縮裂縫的形狀一般為平行線，也會有一些網(wǎng)狀裂縫，在大體積混凝土的平面位置，寬度大約0.05～0.2 mm，干縮裂縫對于混凝土的抗?jié)B性有著較大的影響，對于混凝土的承載力和耐久性都會造成不利的影響。②溫度裂縫。大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的重要原因，是由于內(nèi)部和外部的溫差較大，在混凝土的表面以及結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生溫度裂縫。裂縫在不同的溫度下產(chǎn)生的大小和形狀也是不同的。在溫度較低的冬季，裂縫一般會比較寬。而在溫度較高的夏季，裂縫一般會比較窄。溫度裂縫走向也不確定，沒有一定的規(guī)律。在梁板中裂縫一般會與短邊平行[3]。③沉陷裂縫。大體積混凝土裂縫中，還會出現(xiàn)沉陷裂縫，沉陷裂縫產(chǎn)生的主要因素，是由于地基土質(zhì)不夠均勻，或是地基過于松軟，密實(shí)度不足，從而造成不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫。在模板剛度不足的時(shí)候也會產(chǎn)生沉降裂縫。冬季在進(jìn)行目標(biāo)施工過程中，模板一般會支撐在凍土上，在溫度較高的時(shí)候，凍土融化，就會產(chǎn)生沉降裂縫。沉降裂縫具有貫穿性特點(diǎn)，裂縫也比較深，因此沉降裂縫出現(xiàn)后危害會更大，對混凝土的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量都會產(chǎn)生不利的影響。沉降裂縫會與地面垂直，或是呈現(xiàn)較小的夾角，裂縫寬度會與沉降量成正比，在沉降達(dá)到一定程度裂縫會逐漸穩(wěn)定。④塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫的產(chǎn)生，會影響到構(gòu)建的外觀和質(zhì)量，也會對混凝土的耐久性產(chǎn)生影響。塑性裂縫一般是由干熱天氣或者大風(fēng)天氣造成的，裂縫長短不定，一般中間會比較寬，兩端會比較窄，相互之間也不是連貫的。這種裂縫在混凝土板以及較大的墻面中出現(xiàn)，短一些的大概20～30 cm，長一些的裂縫甚至可以達(dá)到兩三米。塑性收縮裂縫會呈現(xiàn)無規(guī)則網(wǎng)狀，貨值額是有規(guī)則的斜紋狀，對于建筑的外觀有不利的影響，裂縫一般不會延伸到混凝土板邊緣。

2.2 房屋建筑大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

影響房屋建筑大體積混凝土裂縫的原因有很多，不同類型裂縫產(chǎn)生的原因也不同。①約束作用因素。在房屋建筑中，大體積混凝土在澆筑中，不同的部位會產(chǎn)生不同的約束作用，從而影響大體積混凝土的質(zhì)量，造成裂縫的產(chǎn)生。②水化熱因素。在建筑大體積混凝土裂縫產(chǎn)生過程中，水泥的用量非常關(guān)鍵，水泥會產(chǎn)生水化熱現(xiàn)象，如果水泥梁過多，水化熱會使得大體積混凝土的內(nèi)外溫差較大，混凝土內(nèi)部溫度不容易散失，會產(chǎn)生溫度應(yīng)力，造成裂縫的產(chǎn)生。③收縮變形裂縫。大體積混凝土施工中水灰比和混凝土凝結(jié)時(shí)間都會影響到大體積混凝土施工的質(zhì)量，在混凝土拌合物中，水分比較少，在混凝土澆筑成型后，密度較大的固體會向下沉淀，水會向上浮動，從而使得水泌到混凝土表面，還有一部分會留在內(nèi)部形成水囊，體積收縮的時(shí)候就會產(chǎn)生收縮應(yīng)力，從而會造成大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。

3 房屋建筑大體積混凝土裂縫控制技術(shù)應(yīng)用

大體積混凝土施工過程中，混凝土裂縫會影響到工程的質(zhì)量安全，因此應(yīng)采取有效的措施，對大體積混凝土裂縫進(jìn)行控制，以下介紹幾種常見的控制措施。

3.1 混凝土材料的合理選擇

為了有效降低大體積混凝土中的裂縫問題，防止裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)加強(qiáng)對混凝土材料的選擇。水泥是大體積混凝土的主材料，在選擇水泥的時(shí)候，應(yīng)選擇收縮性好的，還要控制好水泥的用量，如果用量過多，水化熱反應(yīng)會越強(qiáng)烈，更容易發(fā)生裂縫，而如果用量過少，又不能保障混凝土的硬度，對混凝土的質(zhì)量也會造成不利的影響。合理選擇水泥可以在水化后幫助抵溫度應(yīng)力，從而使得大體積混凝土的抗裂性可以提升[4]。骨料選擇也是非常重要的，一般選擇巖石彈性模量和膨脹系數(shù)較小的骨料，從而獲得小孔隙率，幫助減少水泥的用量，降低大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的可能性。除了需要控制材料之外，還應(yīng)控制好水的用量，在大體積混凝土施工過程中，可以加入一些減水劑，使得單位面積水的用量減少，以有效降低混凝土的溫度，減少內(nèi)部和外部的溫差，還有助于節(jié)省材料，降低混凝土裂縫產(chǎn)生的可能性。

3.2 冷卻水降溫控制技術(shù)應(yīng)用

大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，與溫度存在非常重要的聯(lián)系，因此應(yīng)重視對溫差的減少，對溫度的降低，防止溫度過高，或者是溫度過低產(chǎn)生裂縫問題。在大體積混凝土澆筑的時(shí)候，可以在內(nèi)部設(shè)置冷水管，在混凝土凝結(jié)后可以通過冷卻水降低混凝土內(nèi)部的溫度，從而防止內(nèi)部和外部溫差較大而形成裂縫。在混凝土內(nèi)部還可以設(shè)置測溫點(diǎn)，通過傳感器可以及時(shí)掌握內(nèi)部溫度情況，做到動態(tài)監(jiān)測，從而及時(shí)通過冷水管的流量的控制，對溫度進(jìn)行有效的控制。在內(nèi)部和外部溫度小于25℃的時(shí)候，可以將冷卻水向邊緣位置流動。在混凝土中心位置設(shè)置進(jìn)水口，可以設(shè)置多層冷水管，每層相互錯(cuò)開，控制冷水的流量，從而對內(nèi)部進(jìn)行降溫，防止裂縫的產(chǎn)生。

3.3 混凝土設(shè)計(jì)過程中的有效控制

在房屋建筑大體積混凝土裂縫控制構(gòu)成中，還應(yīng)重視設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對混凝土裂縫進(jìn)行控制的作用。首先，在機(jī)構(gòu)體系選型過程中，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)平面形狀的對稱性，控制好平面長度，通過有效的設(shè)計(jì)防止結(jié)構(gòu)約束上升，造成結(jié)構(gòu)突變，從而產(chǎn)生的應(yīng)力較為集中[5]?；炷龄摻畋Ｗo(hù)層的厚度應(yīng)選擇最小值，因?yàn)楹穸容^大容易產(chǎn)生裂縫。實(shí)際在大體積混凝土設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)增設(shè)加構(gòu)鋼筋，從而強(qiáng)化高低錯(cuò)落以及結(jié)構(gòu)交接，應(yīng)對容易出現(xiàn)裂縫的邊緣位置進(jìn)行設(shè)置，加設(shè)鋼筋，提升整體的強(qiáng)度和極限拉伸，還應(yīng)重視配筋的補(bǔ)償，滿足配筋密度的要求，提升混凝土抗裂性。

3.4 混凝土澆筑施工的控制技術(shù)

在大體積混凝土澆筑過程中，澆筑技術(shù)對于混凝土是否產(chǎn)生裂縫有著非常重要的影響，因此應(yīng)重視澆筑技術(shù)的掌握。通常在混凝土澆筑過程中可以選擇按照分區(qū)定點(diǎn)澆筑的方式，每次一個(gè)坡度進(jìn)行推進(jìn)。通過澆筑技術(shù)，可以提升混凝土的質(zhì)量與性能。如果混凝土的坍落度較大會導(dǎo)致出現(xiàn)水分，容易造成混凝土裂縫的出現(xiàn)，因此在房屋建筑混凝土澆筑施工工程中，應(yīng)在初凝前進(jìn)行二次抹面，對其進(jìn)行壓實(shí)，從而提升混凝土的質(zhì)量。

3.5 加強(qiáng)對混凝土的養(yǎng)護(hù)

在大體積混凝土澆筑完成后，需要進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)，主要是讓混凝土保持濕度和溫度，對于混凝土表面由于失水造成的干裂問題，需要通過灑水保持濕度，使得水泥水化過程更加穩(wěn)定。混凝土保溫是為了保證內(nèi)部和外部溫差在一定范圍內(nèi)，使得混凝土拉伸強(qiáng)度可以提升，這樣有助于防止出現(xiàn)貫穿性裂縫。地下室底板混凝土在養(yǎng)護(hù)過程中，可以覆蓋塑料膜，有效地防止混凝土出現(xiàn)干裂，還可以保證水化過程的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語

總之，大體積混凝土在施工過程中容易產(chǎn)生裂縫，從而引發(fā)建筑工程的質(zhì)量問題。因此，應(yīng)詳細(xì)分析造成混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，加強(qiáng)對混凝土裂縫的預(yù)防和控制，保證混凝土的質(zhì)量。在施工過程中，應(yīng)采用多項(xiàng)大體積混凝土施工技術(shù)，保障施工質(zhì)量，提升建筑工程的質(zhì)量安全。