桑鵬宇

（蘇交科集團(tuán)檢測認(rèn)證有限公司，江蘇南京 210000）

0 引言

大體積混凝土一般是大區(qū)段、大面積的運(yùn)用，并且施工的厚度大，契合當(dāng)下大規(guī)模建筑工程需求，因此，大體積混凝土在工程中的運(yùn)用也愈加廣泛，尤其是在水利相關(guān)的工程中。但是，大體積混凝土與普通混凝土都存在裂縫易發(fā)的現(xiàn)象，再加上專業(yè)的針對(duì)性養(yǎng)護(hù)做不到位，大體積混凝土的裂縫問題更加嚴(yán)峻。將裂縫按照在混凝土上的深度分成三種程度，這三種裂縫不僅會(huì)影響工程項(xiàng)目的表面觀賞，還會(huì)影響混凝土和建筑工程的使用性，并且增大鋼筋的暴露面積，加深其腐蝕程度，影響工程結(jié)構(gòu)的安全性。另外，對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行維修，甚至對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目進(jìn)行重建無疑是各方面的浪費(fèi)。因此，研究大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生機(jī)理，從根本上探尋裂縫的有效控制措施，能夠增強(qiáng)工程結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，并且節(jié)約部分的人力財(cái)力。

1 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生是由多種因素引起的，可以是外界溫濕度的變化，也可以是混凝土本身的材料因素、結(jié)構(gòu)因素等，總結(jié)起來，主要原因是以下幾點(diǎn)：

1.1 外界環(huán)境溫度濕度的變化

首先是混凝土內(nèi)外溫差導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。形成混凝土內(nèi)外溫差的情況有三種：①混凝土內(nèi)水泥水化的情況，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，這種情況產(chǎn)生的裂縫最為嚴(yán)重，會(huì)在下面單獨(dú)說明；②發(fā)生在混凝土凝固定型，脫去模具的前后，這時(shí)混凝土表面保溫效應(yīng)減小，迅速降溫，但混凝土內(nèi)部溫度無法及時(shí)傳導(dǎo)排除，從而形成內(nèi)外溫差，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生；③在混凝土內(nèi)部溫度達(dá)到高峰值，但外部卻接近環(huán)境溫度，此時(shí)的內(nèi)外溫差也會(huì)造成混凝土裂縫。除了混凝土自身內(nèi)部溫度高，容易與外部形成溫差以外，外界環(huán)境溫度的驟降或者溫度在一天里的規(guī)律變化，會(huì)由于大體積混凝土內(nèi)部來不及散熱，而形成較大的內(nèi)外溫差，這種情況常見于日夜溫差大的夜晚[1]。

大體積混凝土除了有熱脹冷縮的性質(zhì)外，還有濕脹干縮的性質(zhì)，所以外界濕度的變化也值得進(jìn)行觀察和控制。當(dāng)環(huán)境的濕度小于大體積混凝土的濕度時(shí)，水分會(huì)自發(fā)地轉(zhuǎn)移到外部進(jìn)行補(bǔ)充，在內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生張力，在張力超過一定強(qiáng)度后，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。由濕度引起的裂縫一般是表面裂縫，這種裂縫對(duì)混凝土耐壓能力影響不大，但會(huì)對(duì)建筑的美觀和混凝土的使用性能產(chǎn)生影響。

1.2 混凝土的收縮裂縫

混凝土未凝固硬化時(shí)含有大量的水分，這些水分的80%會(huì)隨著混凝土的硬化而揮發(fā)散失，這個(gè)過程就會(huì)引起混凝土體積的減少收縮?；炷恋氖湛s并不會(huì)無限度進(jìn)行，其會(huì)受到一定程度的限制，其內(nèi)部也就會(huì)產(chǎn)生阻止收縮的作用力，該作用力與混凝土的含水量是正相關(guān)的，當(dāng)收縮應(yīng)力超過限定的范圍，也就是超過抗拉強(qiáng)度，混凝土上就會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。這種現(xiàn)象在混凝土中很常見，在大體積混凝土中更加嚴(yán)重?？梢钥刂聘淖兣c收縮有關(guān)的條件，從而達(dá)到相應(yīng)的目的。大體積混凝土中，水量和水泥量的用量在混凝土中所占比例越高，混凝土就越容易收縮，而粉煤灰水泥和一般中低熱水泥這一類水泥也是減少收縮裂縫的水泥品類選擇。

同時(shí)，水泥的物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)會(huì)影響混凝土內(nèi)部的含水量，也就會(huì)影響自身收縮。水泥在水化時(shí)會(huì)消耗水分，放出的熱量也會(huì)增大水分的蒸發(fā)量，混凝土的含濕量降低，這也就是自干燥作用?；炷了譁p少導(dǎo)致其體積減小，也會(huì)有力的作用發(fā)生改變，同樣的，相應(yīng)的力的作用達(dá)到某個(gè)限度，收縮裂縫就會(huì)產(chǎn)生。想要減少這種自身的收縮，最需要關(guān)注的就是水灰的比例問題，多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水灰比足夠小時(shí)，混凝土的濕度呈現(xiàn)斷崖式下跌，這時(shí)混凝土兩種形式的收縮對(duì)混凝土的影響各占一半[2]。

混凝土還有一種塑性收縮難以完全避免，是混凝土本身性質(zhì)和工作環(huán)境共同決定的。當(dāng)凝固的混凝土表面暴露在空氣中、陽光下，表面的水分不可避免地會(huì)被揮發(fā)喪失，而這時(shí)混凝土的粘性低，受到拉力后，就能看到各種裂縫的產(chǎn)生。并且裂縫會(huì)加速混凝土內(nèi)水分揮發(fā)，含濕量的進(jìn)一步降低，于是裂縫加深、加大，形成正反饋。改變水泥的活性、施工時(shí)調(diào)節(jié)水灰比或者維持適合的溫度，可以減少這種塑性收縮。

1.3 水泥水化熱

水泥的水化過程中復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，而混凝土在水化時(shí)的保溫性較好，這就會(huì)導(dǎo)致熱量難以傳導(dǎo)，溫度不斷升高，直到達(dá)到最高值。這種情況發(fā)生在水泥澆筑初期，在澆筑的3—5d以后，混凝土內(nèi)部的溫度才有下降的趨勢。在混凝土內(nèi)外溫差較大時(shí)，就會(huì)有相應(yīng)的應(yīng)力作用，應(yīng)力與內(nèi)外溫差成正比例變化，當(dāng)應(yīng)力超過一定的范圍時(shí)，裂縫就生成了。這種原因產(chǎn)生的裂縫很難完全避免，只能控制調(diào)和各種因素，盡量減少其影響，這也是大體積混凝土多種形式裂縫產(chǎn)生的源頭[3]。

1.4 其他原因

大體積混凝土?xí)胁痪鶆颥F(xiàn)象，并且本身脆性較強(qiáng)，這是影響混凝土形成裂縫的自身因素。外部環(huán)境的影響因素有環(huán)境的酸堿性、建筑基礎(chǔ)的不均勻性等[4]。

2 針對(duì)大體積混凝土裂縫的控制措施

2.1 原材料的選擇和配比

首先，在水泥的選擇方面注意采用低熱水泥，并且調(diào)整礦物組成和顆粒研磨程度，盡量降低水泥中熱量的產(chǎn)生。其次，在配置各種比例的拌合物時(shí)，注意減少水分的影響，從而減少水泥的用量，在不斷的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐中找到最科學(xué)合理的骨料尺寸、砂石的砂率、連稠度等等。最后，大體積混凝土的外加劑與普通混凝土不同，所以在外加劑的選擇中要注重區(qū)分。大體積混凝土外加劑相對(duì)具有緩凝作用，能夠增大混凝土的導(dǎo)熱性能，提升大體積混凝土內(nèi)部溫度的降低；引氣作用能夠改善和混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)混凝土對(duì)極端天氣的耐久性，同時(shí)對(duì)混凝土強(qiáng)度的改變不大；高效減水劑的作用是能夠大幅減少水泥的用量，這些特殊的作用能減少水泥水化的速率，從而降低水化放熱和水化吸水速率[5]。

2.2 施工過程中施工措施

在施工初期的水泥的澆注階段在選擇澆注方式時(shí)，要注重保證大體積混凝土的結(jié)構(gòu)完整性?？梢越Y(jié)合工程實(shí)際需要，選擇推移式連續(xù)澆注、整體分層澆注又或者是斜面分層推移式澆注，并且在澆注時(shí)，注意先從地勢低處開始，沿著長邊的方向，由一端向另一端進(jìn)行，盡量減少外界地形不均勻?qū)炷猎斐傻挠绊?。?dāng)然，在允許的情況下，在不降低工程質(zhì)量的前提下，可以進(jìn)行同時(shí)澆筑。

在混凝土施工中需要進(jìn)行振搗，常用的振搗工具是振搗棒，并且可以在合理的時(shí)間和限度下，進(jìn)行更加充分的多次振搗，排除在施工過程中在混凝土中形成的氣室，并且減少混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻性，盡可能防止混凝土沉落，增加混凝土地密實(shí)性，提高其抗拉壓強(qiáng)度，從而減少內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞，提高混凝土對(duì)裂縫的耐受性能[6]。

2.3 大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)

在大體積混凝土施工完畢之后，要按照普通混凝土的常規(guī)養(yǎng)護(hù)進(jìn)行防裂，同時(shí)還要進(jìn)行有針對(duì)性的特殊養(yǎng)護(hù)，具體的操作可以參考溫控技術(shù)措施進(jìn)行，保證混凝土中的溫度不超過50℃，也就是峰值控制，同時(shí)對(duì)混凝土內(nèi)外溫差也進(jìn)行控制，適當(dāng)進(jìn)行外部增溫，保溫養(yǎng)護(hù)可以適當(dāng)調(diào)節(jié)內(nèi)外溫差，減少大體積混凝土裂縫的形成。最后，對(duì)于養(yǎng)護(hù)的時(shí)間也有要求，要求持續(xù)養(yǎng)護(hù)的時(shí)間不能小于15d，并且在此期間要對(duì)混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行常規(guī)檢測，保持混凝土表面濕潤，并且對(duì)損壞和微小裂紋及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

3 結(jié)束語

想要大體積混凝土完全不產(chǎn)生絲毫裂縫是難以做到的，但是可以盡量控制，以預(yù)防為主，在工程項(xiàng)目的期望使用壽命內(nèi)減少大體積混凝土裂縫對(duì)工程造成的影響。在大體積混凝土工程中從各個(gè)方面考慮到裂縫的預(yù)防，從裂縫的源頭處分析，從而更好地進(jìn)行控制。當(dāng)下，大體積混凝土的運(yùn)用日益增多，人們需要在一次次的實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并且在之后的工程項(xiàng)目中借鑒運(yùn)用，促使大體積混凝土的選材、配比、施工、運(yùn)行和養(yǎng)護(hù)等方面更加規(guī)范。