浅析大体积混凝土裂缝的常见问题及其预防措施

根据我国《混凝土结构工程施工及验收规范》认为, 建筑物的截面最小边尺寸在1m以上, 水化热引起混凝土内的高温度和外界气温之差, 一般超过25℃的混凝土, 称为大体积混凝土。亦可理解为尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题, 以最大限度的减少开裂的问题, 开裂问题是在工程建设中带有一定普遍性的技术问题, 裂缝一旦形成, 特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位, 危害极大, 它会降低结构的耐久性, 削弱构件的承载力, 同时会可能危害到建筑物的安全使用。在当今社会, 随着建筑施工技术的不断发展, 建筑规模的不断扩大, 大型现代化技术设施或构筑物不断增多, 而混凝土结构以其材料廉价物美、取材容易、施工方便、承载力大、可模性好、可装饰强的特点, 日益受到人们的欢迎, 因此, 混凝土在现代工程建设中占有重要地位。随之, 混凝土的裂缝也较为普遍了, 尽管我们在施工中采取各种措施, 小心谨慎, 但裂缝仍然时有出现。于是大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。

1 产生裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因, 主要有混凝土在不受外力的情况下的这种叫自发变形, 受到外部约束在混凝土中产生拉应力, 使得混凝土开裂, 混凝土在空气中硬结时体积减小的现象混凝土收缩使得混凝土开裂等一系列问题的影响;受外境环境影响, 如:温度和湿度的变化;钢筋锈蚀、冻胀、水泥水化热的因素影响;混凝土的脆性和不均匀性;原材料不合格 (如碱骨料反应) , 混凝土本身就是一种脆性材料, 抗拉强度仅是抗压强度的1/10左右, 短期加荷时的极限拉伸变形只有 (0.6~1.0) ×104, 长期加荷时的极限位伸变形也只有 (1.2~2.0) ×104。由于原材料不均匀, 水灰比不稳定, 及运输和浇筑过程中的离析现象, 在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的, 存在着许多抗拉能力很低, 易于出现裂缝的薄弱部位;或者是其施工工艺方面的影响, 如违章施工或不当施工, 振捣方式不, 养护不当, 施工中支撑结构不合理, 模板变形, 施工后对混凝土的保养措施不到位等影响引起混凝土开裂;混凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝, 一般是混凝土配合比中, 粗骨料级配不连续、数量不够, 砂率及水灰比不当所造成的裂缝。水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起化学反应也会产生裂缝。等等原因皆有可能引起混凝土开裂。也正是由于这些, 混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的。由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀, 降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力, 影响建筑物的外观、使用寿命, 严重者将会威胁到人。

2 大体积混凝土裂缝的控制措施

第一, 在施工和优化混凝土施工方面, 我们施工单位应该重视施工质量和加强质量管理, 特别是要重视混凝土振捣、养护工作, 保证模板的牢固、钢筋保护层的准确等。应严格按照设计图纸进行施工, 特别是要保证钢筋位置和数量。我们要知道, 混凝土的抗拉强度小是混凝土容易开裂的内在因素。普通混凝土极限抗拉强度离散性很大, 故此, 我们混凝土浇灌时, 搅拌车在卸料前, 应该高速运转一分钟, 以确保混凝土均匀密实, 减少开裂的发生。泵送混凝土坍落度大, 宜在表层产生细小裂缝, 为防止这种裂缝, 宜在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。但是, 二次抹压时间必须掌握恰当, 过早抹压没有效果;过晚抹压混凝土已进入初凝状态, 失去塑性消除不了混凝土表面已出现的裂缝。在浇筑混凝土过程中, 应严格按照施工组织设计的施工线路实施浇筑。禁止闲散人员在钢筋上部停留或无序走动, 以减少对钢筋网的踩踏。正确规定折模时间, 如过早折模, 砼表面温度较低, 内部因水泥水化热温度很高, 形成很陡的温度梯度, 会产生很大的拉应力, 极易形成裂缝。

为严格控制大体积混凝土的内外温差, 确保混凝土质量, 刚浇筑不久的混凝土, 还处在凝固硬化阶段, 水化的速度较快, 适宜的温度和潮湿条件可以减小混凝土表面的热扩散, 防止混凝土脱水而产生干缩等表面裂缝;还可以使水泥的水化作用顺利进行, 提高混凝土的极限拉伸和抗拉强度, 使早期抗拉能力增长很快, 防止产生贯穿性裂缝。在施工中加强注意气象预报, 在遇气温骤降时, 应及时进行表面养护, 防止发生施工初期的表面裂缝。

总之, 我们应根据混凝土结构的不同特点、受力状况、约束条件等因素进行综合考虑, 从工程结构的方案设计、材料性能、施工工艺、拌制、运输、浇筑、保温养护方法及施工等方面采取综合防治措施, 以确保混凝土的施工质量, 预防各种裂缝的出现。

第二, 控制混凝土入模温度, 入模温度的高低, 与出机温度密切相关, 另外还与运输工具、运距、转运次数、施工气候等有关。在温度较高的情况下进行施工, 可以在施工现场对堆在露天的砂石用布覆盖, 以减少阳光对其的辐射, 同时对浇筑前的砂石用冷水降温。在搅拌过程中向混凝土中添加冰水。

第三, 严格控制混凝土的浇筑速度, 一次浇注的混凝土不可过高、过厚, 以保证混凝土温度均匀上升。保证振捣密实, 严格控制振捣时间, 移动距离和插入深度, 严防漏振和过振。混凝土浇筑可分水平全面分层、水平分段分层、斜面分层;其浇筑的时间控制尽量避开在太阳辐射较高的时间浇筑, 如果工程需要在夏季施工, 则尽量避开正午高温时段, 待气温较低时进行。

第四, 砼温度控制、监测与养生, 为降低大体积混凝土的水化热, 在混凝土的内部通入冷却循环水, 采用循环法保温养护, 以便加快混凝土内部的热量散发。为能够较准确地测量出砼内部温度, 在砼中预埋测温管, 用水银温度计测温。上下层温差控制在15℃~20℃之内。为加强施工过程中测温工作, 掌握大体积混凝土的温升和温降的变化规律, 并对混凝土强度进行监测和控制, 确保工程质量。

3 结语

大体积混凝土的开裂破坏了结构的整体性、耐久性、防水性、危害严重, 我们必须采取有效措施加以控制, 其施工技术涉及到经济、技术、设计、施工、管理等诸多方面。对于混凝土裂缝, 我们应以预防为主, 为此需要精心设计、精心施工、多观察、多比较, 掌握住它的基本知识, 并根据实际工程及其特点来采取有效措施, 才能使工程质量得到很好的保证。

摘要：在实践工程中, 大体混凝土工程裂缝一般承受巨大的荷载, 整体性、抗渗性、抗震性要求高, 所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂, 是一个值得关注和普遍存在而又难以解决的问题, 本文就大体积混凝土产生裂缝的原因, 着重介绍防止混凝土裂缝发生的措施。

关键词：大体积混凝土,裂缝,防裂措施