大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施

摘要：現(xiàn)代工程建筑的發(fā)展進(jìn)步，工程技術(shù)水平越來越高。大體積混凝土結(jié)構(gòu)在工程建筑中的應(yīng)用，不僅提高了建筑工程的質(zhì)量，而且節(jié)省時(shí)間，縮短了工期。大體積混凝土結(jié)構(gòu)為現(xiàn)代化高層及大規(guī)模建筑建造奠定了基礎(chǔ)。但是，大體積混凝土的裂縫問題一直是建筑領(lǐng)域的難題。本論文以大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫原因分析作為出發(fā)點(diǎn)，首先介紹目前大體積混凝土結(jié)構(gòu)使用狀況，然后從物料、工藝、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)就裂縫產(chǎn)生根源進(jìn)行深度探討，并就裂縫的危害及解決措施進(jìn)行研究，以為此問題的解決提出建議和個(gè)人觀點(diǎn)。 

　　關(guān)鍵詞：大體積；混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫 

　　一、大體積混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用狀況介紹 

　　1.大體積混凝土的應(yīng)用及優(yōu)越性 

　　所謂大體積混凝土結(jié)構(gòu)，國際上對(duì)于它的定義不斷進(jìn)行演變。傳統(tǒng)概念中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)是根據(jù)建造物的尺寸與厚度來定義的，然而目前公認(rèn)的概念則是指那些由于尺寸大，要求采取措施減小由體積變形引起的裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)。 

　　目前，大體積混凝土結(jié)構(gòu)在我國得到了廣泛地應(yīng)用，建筑行業(yè)、水利建設(shè)行業(yè)以及重型機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)建造多采用這種方式。 

　　與普通混凝土結(jié)構(gòu)相比，大體積混凝土結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量優(yōu)越，操作便捷，工期短等優(yōu)勢。這就為規(guī)模較大的建筑工程施工帶來了方便。但是大體積混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)于外部工程條件、施工工藝等有嚴(yán)格的技術(shù)要求。施工過程中技術(shù)的落后或是操作不當(dāng)，都會(huì)為裂縫產(chǎn)生埋下禍根，因此必須要關(guān)注大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題的解決。 

　　2.大體積混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用對(duì)工程建筑業(yè)的影響 

　　大體積混凝土機(jī)構(gòu)的應(yīng)用是科技進(jìn)步的產(chǎn)物，使大規(guī)模建筑構(gòu)造成為可能�，F(xiàn)代社會(huì)發(fā)展對(duì)資源的需求越來越大，但是土地、電力等能源資源是有限的。大體積混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展為高層樓房建設(shè)、大型水利發(fā)電站建設(shè)起到了重要作用。 

　　同時(shí)，大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題一直是制約行業(yè)發(fā)展的重要問題。如果裂縫防治工作沒有做好，輕則產(chǎn)生表面裂縫影響美觀，重則導(dǎo)致建筑物損害，發(fā)生危險(xiǎn)事故。而且裂縫問題嚴(yán)重影響著建筑物的使用，危及人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，加強(qiáng)對(duì)裂縫問題的管理和控制，刻不容緩。 

　　二、大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因分析 

　　造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因是多種多樣，我們可將其主要因素歸結(jié)為四個(gè)大方面，即物料選擇，工藝操作，外部環(huán)境以及養(yǎng)護(hù)管理工作。 

　　1.物料使用不當(dāng)造成的裂縫問題 

　　造成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的物理原理在于混凝土的水熱化問題。所謂混凝土水熱化是指混凝土在澆筑過程中，由于水泥遇水產(chǎn)生一定溫度，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)厚度較高，內(nèi)外部存在溫度差異，從而產(chǎn)生裂縫。因此，選擇合適的物料配比，降低由于內(nèi)外溫差導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變形和裂縫，才是解決該問題的關(guān)鍵。 

　　物料對(duì)于裂縫問題的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面： 

　　（1）基礎(chǔ)水泥物料選擇與配比問題 

　　水泥是大體積混凝土結(jié)構(gòu)的主要材料，但是它在使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)水熱化問題，而且控制難度較大，就導(dǎo)致了裂縫的發(fā)生。而且物料選擇影響后期工藝，因此要求粗細(xì)骨料含泥量必須在科學(xué)范圍內(nèi)，否則不僅會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，還會(huì)降低結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度。水泥選擇不當(dāng)、粗細(xì)骨料配比不均衡等都是導(dǎo)致裂縫的關(guān)鍵因素。 

　�。�2）輔助物料選擇不當(dāng) 

　　在混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑過程中，不僅需要基礎(chǔ)的水泥等物料，還需要外加劑。外加劑的功效在于降低水熱化作用，節(jié)約基礎(chǔ)物料使用，降低混凝土收縮，從而改善結(jié)構(gòu)的整體性能。外加劑一般使用緩凝劑、減水劑或是摻合煤灰、礦渣粉。但是外加劑如果選擇不當(dāng)不僅無法起到提高性能的作用，反而會(huì)使結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降，結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和流動(dòng)性等性能降低，水熱化問題更加嚴(yán)重。 

　　2.施工工藝流程不當(dāng)造成的裂縫問題 

　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)于施工工藝流程要求十分嚴(yán)格，操作技術(shù)達(dá)不到要求會(huì)嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，產(chǎn)生裂縫。在施工過程中，混凝土澆灌強(qiáng)度不適宜，澆灌的層次和順序不按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，或是沒有綜合考慮結(jié)構(gòu)的溫度變化，致使振搗后混凝土內(nèi)外溫度差異較大。加之，相關(guān)降溫工藝不合格，就會(huì)使得混凝土在施工過程中溫度上升，超過一般要求的28度，發(fā)生裂縫問題。 

　　3.施工外部環(huán)節(jié)和施工條件的不良影響 

　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫與外部施工環(huán)境和施工條件存在著重要關(guān)系。如果外部施工條件溫度過高，就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部混凝土散熱緩慢。而且，當(dāng)大體積商混在進(jìn)行物料攪拌作業(yè)時(shí)，澆筑溫度、水泥水熱化溫度以及混本身的散熱溫度結(jié)合在一起，外部溫度越高，澆筑物料溫度就越高，而如果散熱不暢就會(huì)發(fā)生裂縫。同時(shí)，在冬季作業(yè)時(shí)，外部較低的溫度，與內(nèi)部物料的溫度形成內(nèi)外差異，受溫差影響，結(jié)構(gòu)同樣會(huì)發(fā)生裂縫。 

　　三、施工過程結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)與管理工作不到位 

　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)的作業(yè)周期一般較長，有時(shí)在施工過程中可能無法發(fā)現(xiàn)裂縫的潛在隱患，必須要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)和管理工作。但是有的施工單位不注意，沒有采取措施，對(duì)結(jié)構(gòu)的溫度進(jìn)行控制和養(yǎng)護(hù)，致使其在后期發(fā)生裂縫。同時(shí)，由于人為因素操作不當(dāng)，管理工作不到位等問題，沒有對(duì)結(jié)構(gòu)的溫度變化進(jìn)行監(jiān)測和跟蹤，施工過程、驗(yàn)收過程等環(huán)節(jié)監(jiān)管不力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)投入使用時(shí)，裂縫問題產(chǎn)生。 

　　四、大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的危害性及措施改進(jìn) 

　　裂縫問題不僅影響建筑物的美觀，破壞施工工作的成效，而且對(duì)于使用者的安全有巨大威脅。與此同時(shí)，裂縫的產(chǎn)生會(huì)使結(jié)構(gòu)成本增大，建筑物使用壽命縮短，初期的目標(biāo)無法實(shí)現(xiàn)。因此，必須關(guān)注防裂縫問題，做好預(yù)防和治理工作。 

　　首先，做好物料選擇與配比工作。前面提到物料選擇對(duì)裂縫的重要影響，因此要特別注意物料材質(zhì)選擇與比例問題。在水泥的選擇上，盡量使用水熱化作用小的水泥，例如選擇礦渣水泥，相對(duì)來講在防裂縫問題上會(huì)好些。與此同時(shí)，可以通過摻雜優(yōu)質(zhì)粉煤灰的辦法來減少水泥使用量，降低水熱化的發(fā)生。同時(shí)在物料配比時(shí)，注意粗細(xì)骨料配比標(biāo)準(zhǔn)，一般粗骨料選擇10mm-40mm的連續(xù)級(jí)配碎石，細(xì)骨料模數(shù)為2.8-3.11的中砂。只要做好物料配備工作，才能做好混凝土防裂縫的基礎(chǔ)工作。 　　在輔助物料的選擇上，外加劑的選擇也應(yīng)該以降低水熱化為宜，注意混凝土的密實(shí)度與抗?jié)B性，使得混凝土稠密適宜。 

　　其次，提高施工工藝和技術(shù)水平。操作工藝的不同，會(huì)直接影響混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。有效的操作工藝，能夠降低溫差導(dǎo)致的裂縫問題。因此，在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，盡量采用分段和分層澆筑的方法，或是二者綜合使用。在配合工期前提下，盡量做到該工序澆筑層次地接完整，不留縫隙，并做好散熱工作，減少溫度變化的收縮作用，從而保證層與層之間不會(huì)發(fā)生裂縫。同時(shí)，施工單位應(yīng)該積極努力尋求提高澆筑的技術(shù)水平，不斷探求更加科學(xué)高效的澆灌方法。 

　　第三，做好養(yǎng)護(hù)與溫度調(diào)整工作。溫度使大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題的誘因。因此，施工單位在施工過程中要對(duì)施工條件進(jìn)行綜合考慮。在氣溫高的季節(jié)，通過降溫施工方法，通過在表面噴水以及覆蓋薄膜、草袋等保溫材料降低混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差。而在冬季施工時(shí)，則應(yīng)該采用保溫的方法，降低外部較低氣溫的影響。在施工條件允許下，盡量避開晝夜溫差較大的時(shí)段。此外，對(duì)于溫度的測量以及記錄，做好溫度調(diào)整工作，做好保溫保濕的養(yǎng)護(hù)工作，才能降低裂縫發(fā)生的可能性。 

　　最后，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督管理工作。質(zhì)量管理工作不是一個(gè)單一環(huán)節(jié)，而是一個(gè)體系。對(duì)于大體積混凝土防裂縫工作來講，施工單位應(yīng)該樹立質(zhì)量管理意識(shí)和質(zhì)量監(jiān)管體系，全程對(duì)可能引發(fā)裂縫問題的因素進(jìn)行管控。組織人員進(jìn)行溫度測試以及相關(guān)的保護(hù)措施。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)造作人員專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)以及應(yīng)急事件處理方法的培訓(xùn)，幫助他們更好進(jìn)行混凝土的澆筑作業(yè)。質(zhì)量監(jiān)管工作同時(shí)也是是土地管理部門、建筑管理部門、社會(huì)公眾等共同的責(zé)任。因?yàn)榇篌w積混凝土施工不僅僅是施工單位的事情，更關(guān)系廣大使用者和受益人的安全。 

　　五、結(jié)語 

　　綜上所述，無論是工程建筑施工單位還是過程中的管理人員都應(yīng)該做好大體積混凝土結(jié)構(gòu)的防裂縫工作。因?yàn)檫@不僅僅關(guān)系著大型結(jié)構(gòu)最終的質(zhì)量，而且關(guān)系著使用者的安全。做好大體積混凝土結(jié)構(gòu)防裂縫工作，對(duì)于施工單位來說，能夠節(jié)約成本，提高工程質(zhì)量，取得圓滿建造成果；對(duì)于用戶來講，使用壽命延長，質(zhì)量能夠得到可靠保障；對(duì)于工程建筑也來講，大體積混凝土結(jié)構(gòu)防裂縫工作管理水平和技術(shù)水平能夠不斷進(jìn)步。 

　　總之，無論有著怎樣的困難，廣大建筑行業(yè)參與者都應(yīng)該積極投入到大體積混凝土結(jié)構(gòu)的防裂縫工作中來，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)保駕護(hù)航。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的施工控制措施，宋海彥，山西建筑第22卷第4期。 

　　[2]鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫控制，王鐵夢，安徽建筑。 

　　[3]大體積混凝土裂縫控制技術(shù)初探，楊俊華，淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)。