隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，各種大型建筑的頻繁建設(shè)不斷涌現(xiàn)。如大型橋梁、大型碼頭、大型水壩等，給人們的日常生活帶來了許多方便，因此，這些大型建筑建設(shè)質(zhì)量的優(yōu)劣就顯得相當(dāng)重要。然而，由于大型建筑的結(jié)構(gòu)特殊，施工技術(shù)難度大，卻較易引發(fā)許多影響使用安全的質(zhì)量隱患，如施工裂縫、受力變形等，特別是大體積混凝土結(jié)構(gòu)物，施工裂縫問題尤為突出。因此，解決大型建筑存在的施工問題成了質(zhì)量控制的當(dāng)務(wù)之急。下面，讓我們一起來探討大體積混凝土施工裂縫的質(zhì)量控制。
何謂大體積混凝土？有關(guān)規(guī)范、學(xué)著均作了明確的規(guī)定，基本一致認(rèn)為:結(jié)構(gòu)物最小斷面尺寸達到80cm 以上、由水化熱所引起的混凝土內(nèi)最高溫度與外界環(huán)境氣溫之差超過25℃時的混凝土，均稱為大體積混凝土。
大體積混凝土較其他一般鋼筋砼相比，有著以下特征：結(jié)構(gòu)較為笨重厚實、施工技術(shù)要求高、混凝土量大等特點。由于其獨特的施工特性，使其在建設(shè)和使用的過程中，均會出現(xiàn)不同程度的施工裂縫，嚴(yán)重地影響著工程質(zhì)量的使用。
那么，究竟這些施工裂縫是如何產(chǎn)生的？筆者結(jié)合多年工程實踐經(jīng)驗，根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因?qū)Υ篌w積混凝土裂縫的類型作了如下歸類：溫差裂縫、收縮裂縫以及安定性裂縫。其中，溫度裂縫是大體積混凝土結(jié)構(gòu)物中較為普遍的一種，也是最為常見的一種裂縫。那么，下面就讓我們來對溫度裂縫的有關(guān)方面進行闡述。
1、溫度裂縫
其主要產(chǎn)生原因為混凝土在凝結(jié)初期即水化反應(yīng)期間，水泥釋放出大量的水化熱，由于結(jié)構(gòu)本身體積大，累積在內(nèi)部的水化熱不易散發(fā)，致使內(nèi)部溫度在一定的時間內(nèi)不斷上升，而結(jié)構(gòu)表面的熱量則散發(fā)較快，因而造成結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大，此時在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土的極限抗拉應(yīng)力時，便會在結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)溫度裂縫。此外，濕度的變化不均對裂縫的產(chǎn)生也有一定的影響作用。
當(dāng)混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或較慢而表面濕度變化較大或較快時，在結(jié)構(gòu)表面會產(chǎn)生干縮變形，由于受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往成為導(dǎo)致收縮裂縫產(chǎn)生的主要原因。混凝土是一種脆性材料，在強度形成初期，由于混凝土齡期短，抗拉能力較低，此時如果加上澆筑時各種施工因素的影響，諸如混合料攪拌不均勻、澆筑過程中出現(xiàn)離析等現(xiàn)象，便會在同一結(jié)構(gòu)混凝土中出現(xiàn)抗拉強度不均勻的現(xiàn)象，造成一些抗拉能力偏低的部位，從而成為出現(xiàn)裂縫的薄弱環(huán)節(jié)。因此，如何降低混凝土澆筑時因水化熱所引起溫差問題，成為防止溫度裂縫產(chǎn)生的技術(shù)關(guān)鍵。
根據(jù)以上理論分析，結(jié)合工程實踐，對溫度裂縫的預(yù)防與控制主要有以下幾種常見措施。
1.1 在原材料方面進行控制,主要是對水泥、粗骨料及外加劑的控制
1) 宜采用降低水泥用量的方法來降低混凝土內(nèi)部的水化溫度，使混凝土強度在形成初期的結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差的控制難度降低，這主要對大體積混凝土在進行配合比設(shè)計時作出了較高的要求，因此，在保證混凝土設(shè)計強度情況下，應(yīng)盡可能地降低水泥用量。另外，對于水泥品種，應(yīng)優(yōu)先采用水化熱較低的礦渣水泥，并應(yīng)進行水化熱測定，水泥水化熱測定須按照現(xiàn)行國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水泥水化熱試驗方法(直接法)》的有關(guān)方法進行,要求所用水泥在澆筑成型后7天強度的水化熱不大于250t0／kg 。
2)對于粗骨料,宜采用改善的骨料級配，夏天溫度較高進行施工時，在拌制混凝土前宜澆水將碎石濕潤冷卻，以降低混凝土的澆筑溫度。
3)在混凝土拌制過程中，摻加一定類型的外加劑，能對起到改善混凝土施工性能的作用，諸如摻加一定比例的減水防裂劑，可減少混凝土的泌水，減少沉縮變形，可提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力,提高抗裂性能等作用。另外,在摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當(dāng),能在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上,避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮。
1.2 在結(jié)構(gòu)設(shè)計時對配筋進行優(yōu)化
在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要由鋼筋承擔(dān)，混凝土只起承受壓力的作用。而在素混凝土內(nèi)部或鋼筋混凝上的邊緣部位，如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土參與受力作用。因此，一般在設(shè)計中，均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但在混凝土澆筑時，內(nèi)部過高的水化溫度，往往在混凝土內(nèi)部會產(chǎn)起較大的拉應(yīng)力。有時溫度應(yīng)力可超過其他外荷載所引起的應(yīng)力，因此，根據(jù)溫度應(yīng)力變化規(guī)律，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時對結(jié)構(gòu)的配筋應(yīng)予以優(yōu)化。當(dāng)所配的鋼筋直徑細(xì)而密時，對提高混凝土抗裂性有較好的效果，因此，可利用所配鋼筋來降低混凝土裂縫出現(xiàn)的程度及概率。
1.3 在施工工藝方面進行控制
1)在氣溫較高澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)嚴(yán)格控制分層澆筑厚度,以利用澆筑層面進行散熱。
2)根據(jù)各地氣候、不同施工季節(jié)制定合理的拆模時間，及時對結(jié)構(gòu)表面進行覆蓋保溫,避免表面發(fā)生急劇的溫度梯度,特別是施工中長期暴露的混凝土表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)應(yīng)采取保溫措施,防止表面裂縫。
3)合理地對結(jié)構(gòu)進行分縫分塊; 避免基礎(chǔ)過大起伏。
2、結(jié)語
溫度裂縫的產(chǎn)生，無論是對大體積混凝土還是對一般結(jié)構(gòu)混凝土的而言，都會不同程度地影響到混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，從而影響到結(jié)構(gòu)的使用安全，只有對其產(chǎn)生原因進行正確理解或認(rèn)識，才能從根本上予以防治，做到防患于未然，從而確保工程質(zhì)量。
何謂大體積混凝土？有關(guān)規(guī)范、學(xué)著均作了明確的規(guī)定，基本一致認(rèn)為:結(jié)構(gòu)物最小斷面尺寸達到80cm 以上、由水化熱所引起的混凝土內(nèi)最高溫度與外界環(huán)境氣溫之差超過25℃時的混凝土，均稱為大體積混凝土。
大體積混凝土較其他一般鋼筋砼相比，有著以下特征：結(jié)構(gòu)較為笨重厚實、施工技術(shù)要求高、混凝土量大等特點。由于其獨特的施工特性，使其在建設(shè)和使用的過程中，均會出現(xiàn)不同程度的施工裂縫，嚴(yán)重地影響著工程質(zhì)量的使用。
那么，究竟這些施工裂縫是如何產(chǎn)生的？筆者結(jié)合多年工程實踐經(jīng)驗，根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因?qū)Υ篌w積混凝土裂縫的類型作了如下歸類：溫差裂縫、收縮裂縫以及安定性裂縫。其中，溫度裂縫是大體積混凝土結(jié)構(gòu)物中較為普遍的一種，也是最為常見的一種裂縫。那么，下面就讓我們來對溫度裂縫的有關(guān)方面進行闡述。
1、溫度裂縫
其主要產(chǎn)生原因為混凝土在凝結(jié)初期即水化反應(yīng)期間，水泥釋放出大量的水化熱，由于結(jié)構(gòu)本身體積大，累積在內(nèi)部的水化熱不易散發(fā)，致使內(nèi)部溫度在一定的時間內(nèi)不斷上升，而結(jié)構(gòu)表面的熱量則散發(fā)較快，因而造成結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大，此時在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土的極限抗拉應(yīng)力時，便會在結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)溫度裂縫。此外，濕度的變化不均對裂縫的產(chǎn)生也有一定的影響作用。
當(dāng)混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或較慢而表面濕度變化較大或較快時，在結(jié)構(gòu)表面會產(chǎn)生干縮變形，由于受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往成為導(dǎo)致收縮裂縫產(chǎn)生的主要原因。混凝土是一種脆性材料，在強度形成初期，由于混凝土齡期短，抗拉能力較低，此時如果加上澆筑時各種施工因素的影響，諸如混合料攪拌不均勻、澆筑過程中出現(xiàn)離析等現(xiàn)象，便會在同一結(jié)構(gòu)混凝土中出現(xiàn)抗拉強度不均勻的現(xiàn)象，造成一些抗拉能力偏低的部位，從而成為出現(xiàn)裂縫的薄弱環(huán)節(jié)。因此，如何降低混凝土澆筑時因水化熱所引起溫差問題，成為防止溫度裂縫產(chǎn)生的技術(shù)關(guān)鍵。
根據(jù)以上理論分析，結(jié)合工程實踐，對溫度裂縫的預(yù)防與控制主要有以下幾種常見措施。
1.1 在原材料方面進行控制,主要是對水泥、粗骨料及外加劑的控制
1) 宜采用降低水泥用量的方法來降低混凝土內(nèi)部的水化溫度，使混凝土強度在形成初期的結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差的控制難度降低，這主要對大體積混凝土在進行配合比設(shè)計時作出了較高的要求，因此，在保證混凝土設(shè)計強度情況下，應(yīng)盡可能地降低水泥用量。另外，對于水泥品種，應(yīng)優(yōu)先采用水化熱較低的礦渣水泥，并應(yīng)進行水化熱測定，水泥水化熱測定須按照現(xiàn)行國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水泥水化熱試驗方法(直接法)》的有關(guān)方法進行,要求所用水泥在澆筑成型后7天強度的水化熱不大于250t0／kg 。
2)對于粗骨料,宜采用改善的骨料級配，夏天溫度較高進行施工時，在拌制混凝土前宜澆水將碎石濕潤冷卻，以降低混凝土的澆筑溫度。
3)在混凝土拌制過程中，摻加一定類型的外加劑，能對起到改善混凝土施工性能的作用，諸如摻加一定比例的減水防裂劑，可減少混凝土的泌水，減少沉縮變形，可提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力,提高抗裂性能等作用。另外,在摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當(dāng),能在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上,避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮。
1.2 在結(jié)構(gòu)設(shè)計時對配筋進行優(yōu)化
在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要由鋼筋承擔(dān)，混凝土只起承受壓力的作用。而在素混凝土內(nèi)部或鋼筋混凝上的邊緣部位，如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土參與受力作用。因此，一般在設(shè)計中，均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但在混凝土澆筑時，內(nèi)部過高的水化溫度，往往在混凝土內(nèi)部會產(chǎn)起較大的拉應(yīng)力。有時溫度應(yīng)力可超過其他外荷載所引起的應(yīng)力，因此，根據(jù)溫度應(yīng)力變化規(guī)律，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時對結(jié)構(gòu)的配筋應(yīng)予以優(yōu)化。當(dāng)所配的鋼筋直徑細(xì)而密時，對提高混凝土抗裂性有較好的效果，因此，可利用所配鋼筋來降低混凝土裂縫出現(xiàn)的程度及概率。
1.3 在施工工藝方面進行控制
1)在氣溫較高澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)嚴(yán)格控制分層澆筑厚度,以利用澆筑層面進行散熱。
2)根據(jù)各地氣候、不同施工季節(jié)制定合理的拆模時間，及時對結(jié)構(gòu)表面進行覆蓋保溫,避免表面發(fā)生急劇的溫度梯度,特別是施工中長期暴露的混凝土表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)應(yīng)采取保溫措施,防止表面裂縫。
3)合理地對結(jié)構(gòu)進行分縫分塊; 避免基礎(chǔ)過大起伏。
2、結(jié)語
溫度裂縫的產(chǎn)生，無論是對大體積混凝土還是對一般結(jié)構(gòu)混凝土的而言，都會不同程度地影響到混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，從而影響到結(jié)構(gòu)的使用安全，只有對其產(chǎn)生原因進行正確理解或認(rèn)識，才能從根本上予以防治，做到防患于未然，從而確保工程質(zhì)量。
