建筑工程施工过程中大体积混凝土裂缝控制
来源:用户上传
作者:
摘 要：大体积混凝土开裂后，其性能与原状混凝土性能相差很大，尤其是对耐久性（渗透性）的影响更大，而混凝土渗透反过来又会加速和促使混凝土的进一步恶化，严重影响结构的长期安全和耐久运行。因此，探讨裂缝产生的原因和防止裂缝的出现就显得格外重要。通过对大体积混凝土裂缝产生的原因和类型的论述，从施工环节提出了预防裂缝的综合措施。
关键词：建筑工程；施工过程；大体积；混凝土裂缝；控制
大体积混凝土结构在土木工程中常见，如工业建筑中的设备基础；在高层建筑中地下室底板、结构转换层；各类结构的厚大桩承台或基础底板以及桥梁的墩台等。其上有巨大的荷载，整体性要求高，往往不允许留施工缝，要求一切连续浇筑完毕。另外，大体积混凝土结构在浇筑后水泥的水化热量大，由于体积大，水化热聚积在内部不易散发，浇筑初期混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，这样形成较大的内外温差，混凝土内部产生压应力，而表面产生拉应力，如温差过大则易于在混凝土表面产生裂纹。一般混凝土的硬化过程会产生体积收缩，而且在浇筑后期，混凝土内部逐渐冷却也产生收缩，由于受到基底或已浇筑的混凝土的约束，接触处将产生很大的剪应力，在混凝土正截面形成拉应力。当拉应力超过混凝土当时龄期的极限抗拉强度时，便会产生裂缝，甚至会贯穿整个混凝土断面，由此带来严重的危害。在大体积混凝土结构的浇筑中，上述两种裂缝都应设法防止。
一、大体积混凝土裂缝产生机理
1.大体积混凝土裂缝类型。从混凝土构成特性来看，大体积混凝土裂缝主要分为两种，即微观裂缝和宏观裂缝。其中微观裂缝是混凝土本身就存在的，其宽度仅在2～5μm，表现形式为砂浆与石子粘结面出现微观裂缝、穿越砂浆出现微观裂缝、穿越骨料出现微观裂缝。而宏观裂缝则是肉眼能够看得见的，按照成因分类，可分为荷载裂缝、施工裂缝。变形裂缝等；按结构中分布区域分类，可分为贯穿裂缝、深层裂缝、表面裂缝。
2.大体积混凝土裂缝产生原因。大体积混凝土施工阶段产生的裂缝主要是温度裂缝。而造成大体积混凝土施工中温度裂缝的原因是：
（1）水泥水化反应。水泥与水接触会发生水化反应。然而，混凝土的制做就需要水泥和水。所以，在大体积混凝土施工中混凝土内部必然会产生水化反应，释放热量。由于大体积混凝土结构物断面比较厚，大体积混凝土内部所产生的热量不易散失。此种情况下就会造成大体积混凝土内外部温度差别大，容易造成大体积混凝土裂缝。
（2）外界气温变化大。在大体积混凝土施工过程中，外界气候条件往往是影响施工质量的因素之一，尤其是外界气温。外界气温过高，相应的混凝土浇筑温度随之上升；外界气温过低，相应的混凝土浇筑温度随之下降。无论外界气温过高或过低，都会造成大体积混凝土内外部温度差异大，就会产生较大的温度应力，其直接作用在大体积混凝土上，会导致混凝土裂缝。
（3）约束条件引起的温度裂缝。大体积混凝土施工中，受约束条件影响，也容易产生温度裂缝。在大体积混凝土施工中所具有的约束条件，包括外界约束和内部约束。其中外界约束是因外界因素作用在混凝土上，所产生的外界因素，其通常会直接导致混凝土变形。但内部约束则会造成混凝土温度裂缝。因为大体积混凝土大断面所受温度并不均匀，相应的收缩程度不同，这容易造成混凝土温度裂缝。
（4）混凝土收缩变形。通常情况下，大体积混凝土中80%的水分会蒸发，20%的水分回用于水泥硬化。但是在大体积混凝土施工中，如若受温度等因素影响，致使混凝土中水分蒸发较多，此种情况下大体积混凝土就会收缩变形，其收缩变形程度同水蒸发情况成正比。当混凝土收缩变形超过混凝土极限收缩值，大体积混凝土就会出现裂缝。
二、大体积混凝土裂缝的防控措施
1.科学用料、合理调配。控制含泥量。根据结构断面最小尺寸和泵送管道内径，选择合理的最大粒径。选用天然连续级配的粗集料，使混凝土具有较好的可泵性，减少用水量、水泥用量，进而减小水化热，以采用级配良好的中砂为宜。
控制水灰比。混凝土中掺入一定数量的优质粉煤灰，不但能代替部分水泥，而且粉煤灰颗粒呈球状具有滚动效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性，并且能够补充泵送混凝土中粒径在0.315mm以下的细集料达到占15%的要求，从而改善了可泵性。
减少水泥用量。选用水化热较低的32.5号矿渣硅酸盐水泥。其早期的水化与同龄期的普通硅酸盐水泥相比，3天的水化热约低30%。大体积混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土早期升温和后期降温产生内部和表面温差。合理地选用水泥是控制温度裂缝的有效措施。
2.优化浇捣方法。大体积混凝土施工段的划分及浇筑顺序应根据具体工程结构确定，通常按该工程项目划分表的单元工程进行划分。混凝土可采用混凝土运输车运到现场，汽车泵或混凝土输送泵运送入仓；如采用非泵送混凝土，可用吊机（车）直接布料或搭设脚手架采用机动车布料。大体积混凝土必须根据当地中长期天气预报，选择最佳天气条件进行浇筑，应尽量安排在低温时段浇筑，以最大限度降低混凝土的初凝温度。在浇筑过程中，应遵循“同时浇捣、分层推进，一次到顶，循序渐进”的成熟工艺。振捣时重点控制两点，即混凝土流淌的最近点和最远点，振动点振动时不能漏振，尽可能采用两次振捣工艺，以提高混凝土的密实度。
3.加强后期养护。养护是一项十分关键的工作，养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的具体情况，应尽可能多养护一段时间，拆模后立即回土或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。养护用水的温度应与现场测得的混凝土表面温度接近，以免人为造成混凝土表面产生温度梯度，进而出现裂缝。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行控制。
在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：①混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25℃-30℃。②混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温。③采用内部降温法来降低混凝土内外温差。④保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯木、湿砂等），在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。⑤混凝土表层布设抗裂钢筋网片，增强混凝土的抗裂性，防止混凝土收缩时产生干裂。
参考文献：
[1]陈碧璇.浅谈大体积混凝土施工过程中的裂缝控制措施[J].四川建材.2012（04）.
[2]贾明芳，阳凯波.大体积混凝土裂缝的控制措施[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2010（12）.
[3]李林.大体积混凝土裂缝控制的技术措施[J].西北建筑与建材.2002（11）.
作者简介：韦正翰（1980-12-），男，壮族，广西来宾人，大专学历，身份证号码452226198012174814，研究方向：建筑工程管理。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-11097237.htm
