大體積混凝土裂縫控制措施

0 引言

在大體積混凝土施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格把控每一個(gè)施工環(huán)節(jié)，深入分析大體積混凝土裂縫出現(xiàn)的原因，從混凝土原材料、澆筑施工以及后期養(yǎng)護(hù)等各個(gè)階段，采取切實(shí)可行的控制措施，以此來(lái)確保整體工程質(zhì)量，提高大體積混凝土的施工質(zhì)量，為工程的順利開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。

1 研究建筑工程大體積混凝土施工裂縫控制措施的現(xiàn)實(shí)意義

在經(jīng)濟(jì)日新月異發(fā)展下，建筑工程規(guī)模日益擴(kuò)張，推動(dòng)了大體積混凝土在建筑業(yè)的廣泛應(yīng)用，這種施工技術(shù)符合工程項(xiàng)目的高水平建設(shè)要求，能夠顯著提升建筑工程項(xiàng)目的穩(wěn)定性與安全性。但是由于大體積混凝土在具體施工時(shí)，受施工環(huán)境、施工環(huán)節(jié)多、工序繁瑣復(fù)雜的影響，經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，不但會(huì)對(duì)大體積混凝土施工構(gòu)成嚴(yán)重影響，還會(huì)降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為工程埋下了安全隱患。因此，必須采取針對(duì)性措施，嚴(yán)格把控大體積混凝土施工中出現(xiàn)的病害——裂縫。

需要施工人員重點(diǎn)分析導(dǎo)致裂縫的相關(guān)因素，以此來(lái)采取相應(yīng)的裂縫控制措施，切實(shí)提升預(yù)防大體積混凝土施工裂縫病害手段的有效性。從而最大程度防止大體積混凝土施工時(shí)發(fā)生的裂縫病害，進(jìn)一步保障整個(gè)項(xiàng)目施工的整體質(zhì)量，既有利于滿足用戶對(duì)建筑的舒適度及功能性要求，還可以促進(jìn)建筑業(yè)的長(zhǎng)足穩(wěn)定發(fā)展。

2 建筑基礎(chǔ)大體積混凝土的工程施工實(shí)例

我國(guó)某城市一建筑工程項(xiàng)目，造價(jià)預(yù)算為一百六十萬(wàn)元，建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為大體積混凝土。該建筑主體建筑結(jié)構(gòu)地下兩層和地上十五層，整個(gè)建筑的主要施工材料就是大體積混凝土，也是建筑最為基礎(chǔ)的部分。施工人員在專業(yè)化處理大體積混凝土構(gòu)建的基礎(chǔ)部位時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注混凝土墻體中出現(xiàn)的小裂縫，實(shí)時(shí)監(jiān)控大體積混凝土發(fā)生的裂縫危害，以此來(lái)最大程度避免混凝土基礎(chǔ)部位了出現(xiàn)裂縫后為工程帶來(lái)的不利影響。

3 出現(xiàn)大體積混凝土裂縫的原因

3.1 沉降原因

在建筑工程施工中一旦出現(xiàn)地基或者建筑物的不均勻沉降問(wèn)題，則會(huì)在混凝土構(gòu)件中引發(fā)剪應(yīng)力和拉應(yīng)力等現(xiàn)象，如果此應(yīng)力超出自身可以承受的極限則會(huì)引發(fā)沉降裂縫問(wèn)題，表現(xiàn)出混凝土構(gòu)件的彎曲和變形現(xiàn)象。總結(jié)此問(wèn)題的原因，首先是由于建筑物地基邊坡在外力破壞因素下出現(xiàn)較大的地面高度差問(wèn)題，此種因素容易引發(fā)貫穿性裂縫和深層裂縫問(wèn)題而嚴(yán)重危害建筑體。其次是由于工程地基中雜填土、淤泥含量較多而降低其強(qiáng)度和承載能力，在承載較大的荷載量時(shí)就容易引發(fā)沉降裂縫問(wèn)題。最后是由于地基中存在土質(zhì)程度不一以及分布不均勻等問(wèn)題，以及在地基土下面含有暗溝或者軟土層等，都是引發(fā)此種裂縫的原因之一。

3.2 材料原因

所謂材料就是指混凝土混合料的原材料，比如水泥、骨料、水以及各種添加劑等，比如其中的活性骨料可能會(huì)與其中的堿骨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而降低混凝土構(gòu)件質(zhì)量，造成混凝土輸送或膨脹等問(wèn)題，降低混凝土構(gòu)件的承載能力、剛度和穩(wěn)定性等。此外，還會(huì)由于自重、水泥壓力等壓力因素而造成此類裂縫問(wèn)題。

3.3 溫差原因

大體積混凝土最大的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)斷面厚，而且還具有較小的表面系數(shù)，這就使得在澆筑過(guò)程中產(chǎn)生的水化熱難以及時(shí)散發(fā)出去而在內(nèi)部積聚，造成內(nèi)部溫度過(guò)高。加之外界環(huán)境溫度過(guò)低且沒(méi)有做好保溫等防護(hù)工作就會(huì)加大混凝土內(nèi)外溫差，由于溫差而形成的應(yīng)力過(guò)大就會(huì)引發(fā)裂縫問(wèn)題。由此可見(jiàn)，由于溫差大引發(fā)裂縫的原因，主要是在澆筑作業(yè)之后沒(méi)有做好養(yǎng)護(hù)和保溫等措施，而且在澆筑時(shí)沒(méi)有進(jìn)行合理的分層或構(gòu)件分段澆筑，加之環(huán)境溫度較低，這就會(huì)由于內(nèi)外溫差過(guò)大而引發(fā)裂縫問(wèn)題。

3.4 收縮原因

混凝土澆筑之前處于塑性狀態(tài)，此時(shí)隨著其中水分的蒸發(fā)，尤其是在外界溫度較高和濕度較低的環(huán)境中會(huì)加速水分蒸發(fā)而引發(fā)塑性收縮裂縫問(wèn)題。此種裂縫的深度通常較低，且在構(gòu)件表面比較常見(jiàn)，在大風(fēng)或者干熱天氣下比較常見(jiàn)。這由于在此種天氣下呈塑性狀態(tài)的混凝土幾乎沒(méi)有強(qiáng)度，此時(shí)的混凝土構(gòu)件容易出現(xiàn)早期自收縮以及塑性沉降收縮現(xiàn)象，這就會(huì)引發(fā)裂縫問(wèn)題。

3.5 銹蝕原因

對(duì)于相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求而言，我國(guó)建筑工程建設(shè)時(shí)的保護(hù)層厚度還有一定距離，導(dǎo)致大體積混凝土內(nèi)部經(jīng)常存在侵蝕與碳化情況，造成鋼筋直接受到了銹蝕，這種情況主要體現(xiàn)在鋼筋材料表面氧化膜的損害。究其原因表明，鋼筋中的鐵離子會(huì)與大體積混凝土中的氧化、水分出現(xiàn)反應(yīng)，以至于殗氫氧化鐵，整個(gè)過(guò)程也可是形成銹蝕現(xiàn)象的過(guò)程。大體積混凝土結(jié)構(gòu)周邊在鋼筋銹蝕物體積逐漸加大后，膨脹應(yīng)力也會(huì)隨之增加，造成混凝土發(fā)生了各種不同程度的玻璃與開(kāi)裂問(wèn)題。特別是大體積混凝土受到銹蝕作用的影響后，會(huì)導(dǎo)致鋼筋有效橫斷面積減弱，最終造成整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)承載力無(wú)法得到保障。

4 大體積混凝土裂縫控制的具體方法

實(shí)際工程項(xiàng)目施工期間，對(duì)于大體積混凝土等裂縫問(wèn)題，主要從溫度管控以及提升混凝土的極限抗拉強(qiáng)度兩方面著手。

4.1 完善冷卻和保溫措施

澆筑前期為了規(guī)避原料過(guò)熱，澆筑之后需要完善保溫措施，盡可能降低溫度應(yīng)力等問(wèn)題。就降溫冷卻方面而言，實(shí)施保溫和緩慢降溫等方式，降低混凝土表層的溫度急劇擴(kuò)散，盡可能地拉長(zhǎng)整個(gè)散熱的周期，從而規(guī)避過(guò)大的溫差問(wèn)題導(dǎo)致表面裂縫以及貫穿縫等問(wèn)題。對(duì)于工民建項(xiàng)目往往不建議使用埋設(shè)冷卻水管的方式。

4.2 提升混凝土的抗拉限制

慢慢降溫可以較好地發(fā)揮出混凝土的應(yīng)力松弛效應(yīng)，提升整個(gè)的抗拉特性，需要盡量地保證各個(gè)階段的混凝土抗拉強(qiáng)度等均高于溫度應(yīng)力值，此外，需要確保其安全性。此為規(guī)避裂縫的有效辦法。嚴(yán)格把控砂石以及含泥量，選擇合理的混凝土級(jí)配，適度地引入外加劑，降低用水量，以此來(lái)提升整個(gè)的混凝土強(qiáng)度。適度的溫濕度管控可以有效改善收縮問(wèn)題，切實(shí)發(fā)揮出水泥的水化熱效果，提高混凝土強(qiáng)度。對(duì)于大體積混凝土防裂方面，有效管控澆筑溫度以及養(yǎng)護(hù)溫度尤為必要。

4.3 選擇適宜的原料

合適的原料往往更有助于吸納對(duì)大體積混凝土裂縫的管控。第一，水泥的選擇，內(nèi)部混凝土需要考量其具備一定的抗裂特性，同時(shí)，在低熱以及高強(qiáng)度方面也需要具備一定的優(yōu)勢(shì)。故而，通常選擇低熱礦渣水泥，中熱砼酸鹽水泥等并加入一定量的粉煤灰。為對(duì)于外部混入則需要于抗裂性方面、抗凍融方面以及耐腐蝕和強(qiáng)度等方面均有一定的優(yōu)勢(shì)，故而通常選擇標(biāo)號(hào)較大的中熱砼酸鹽水泥形式。此外，在摻合料的選擇上，適度地?fù)饺胍欢ǖ幕旌喜牧峡梢燥@著地減少混凝土的絕熱溫升，大大提增混凝土的抗裂表現(xiàn)，現(xiàn)階段主要選擇粉煤灰進(jìn)行摻加。最后，緩凝劑的使用，于混凝土內(nèi)部加入一定量的緩凝劑，可以較好地延緩水泥等的水化問(wèn)題，降低水化熱的釋放速度。

4.4 施工期間溫度管控

有效完善混凝土的保溫以及保濕養(yǎng)護(hù)作業(yè)，慢慢降溫，切實(shí)實(shí)現(xiàn)徐變的特質(zhì)，減少溫度應(yīng)力影響。在夏季，需要規(guī)避太陽(yáng)直射。冬季，則需要完善保溫措施，避免出現(xiàn)溫度的驟然變化。其次，實(shí)施長(zhǎng)期的養(yǎng)護(hù)管理，規(guī)定合理的拆模周期，延長(zhǎng)降溫周期以及速度，切實(shí)實(shí)現(xiàn)其應(yīng)力松弛效應(yīng)。另外，提高測(cè)溫以及溫度監(jiān)測(cè)和管控，落實(shí)情報(bào)數(shù)據(jù)化作業(yè)，有效感控混凝土內(nèi)部的溫差于百分之三十以內(nèi)，屋面溫差同基層的溫差不高于二十?dāng)z氏度，及時(shí)地調(diào)整保溫和完善養(yǎng)護(hù)方案，保證混凝土溫度以及濕度等不會(huì)過(guò)高，有效避免裂縫等的出現(xiàn)。最后，合理設(shè)置施工環(huán)節(jié)，保持混凝土穩(wěn)步上升，避免過(guò)大高差，及時(shí)進(jìn)行土壤的回填作業(yè)，不必結(jié)構(gòu)側(cè)面等長(zhǎng)時(shí)間暴露。

4.5 做好養(yǎng)護(hù)工作

具體養(yǎng)護(hù)工作在大體積混凝土施工時(shí)可從保濕與保溫兩個(gè)方面予以開(kāi)展，要特別重視這兩項(xiàng)工作內(nèi)容。第一，要對(duì)混凝土的濕度進(jìn)行維持。因?yàn)槟痰默F(xiàn)象，對(duì)于剛澆筑的混凝土?xí)霈F(xiàn)水化作用，待水分快速蒸發(fā)后，就會(huì)導(dǎo)致大量熱量散發(fā)。因此，相關(guān)人員要想做到全面水化硬化，就必須加大水分的補(bǔ)充量，以此來(lái)避免裂縫現(xiàn)象的發(fā)生，保證表面具有充足的水分。工作人員在達(dá)到這一目標(biāo)的過(guò)程中，可以采取噴水方式。通常來(lái)說(shuō)，在澆筑混凝土后的養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展中，應(yīng)在12 小時(shí)內(nèi)澆水，每日澆水5次，嚴(yán)格控制澆水時(shí)間在25至30天，以此來(lái)保證最佳效果。若天氣溫度較高，澆水天數(shù)可以適當(dāng)增加，從而有效預(yù)防裂縫病害的發(fā)生。第二，要保證混凝土保持在良好狀態(tài)的溫度下。模板拆除時(shí)間可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)，并及時(shí)覆蓋草簾在拆模后的混凝土表面，同時(shí)也可以使用人工方式做成保溫膜，這樣就可以控制表面熱度的擴(kuò)散速度，防止溫度速降造成的混凝土裂縫。另外，要對(duì)散熱時(shí)間盡可能延長(zhǎng)，充分發(fā)揮混凝土材料的特性，從而使混凝土抗拉強(qiáng)度和總溫差造成的壓力逐漸平衡。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的日新月異，工程項(xiàng)目數(shù)量如雨后春筍般劇增，大體積混凝土在此過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用。但是在大體積混凝土施工過(guò)程中，雖然說(shuō)其優(yōu)勢(shì)較多，若處理不到位，依然會(huì)有一些裂縫現(xiàn)象出現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中。因此，相關(guān)施工人員必須全面掌握大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因，并采取切實(shí)可行的措施進(jìn)行預(yù)防，從而最大程度保證大體積混凝土施工質(zhì)量，為工程的順利開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。