关于大体积砼施工裂缝的成因及控制

2018-03-31郑祖奴

四川水泥 2018年3期

郑祖奴

（南平市城市建设投资公司 353000）

随着我国经济快速发展，我国建筑施工技术水平也随之不断发展，大体积砼开始在建筑施工工程中得到应用，并且为建筑工程质量的提高提供了支持和保障。实际上，各国对于大体积砼的定义各不相同，但混凝土体积的膨胀以及水化材料放热现象，都是导致大体积砼出现开裂现象的主要原因。因此在建筑施工中如何避免大体积砼施工裂缝的出现，是目前建筑工程所研究的重点问题。

1 大体积砼施工裂缝成因分析

1.1 砼的材料性质

砼是一种物理性质比较脆弱的材料，其抗拉强度仅有抗压强度的 10%左右，同时其伸缩变形能力也比较差[1]。根据相关实验数据表明，在极短时间内砼的伸拉变形能力只能达到（0.6-1.0）*10-4左右，长时间伸缩变形能力也只能达到（1.2-2.0）*10-4。

1.2 内外温差导致施工裂缝产生

其一，水泥水反应。大体积砼在冷却凝结过程中，由于水泥中存在水化材料的热反应，会导致其内部出现问题上升的温度升高。对于一般的柱体或者梁体构件而言，由于其内部尺寸比较小，便于散热，因此内部水化材料导致的温度升高并不会给建筑工程带来影响。但是对于大体积砼而言，一方面由于其尺寸构件比较大，散热性能比较一般，在内部水化材料产生热量的过程中，无法及时散热，导致内外部存在温差并出现裂缝现象[2]。

其二，温度骤降。由于大体积砼材料本身比较脆弱，在遭受温度的快速变化时，会给大体积砼造成严重影响。例如在温度比较低的冬季，过早拆除大体积砼外膜，会导致砼表面温度骤降，并且出现收缩现象。砼材料本身的收缩拉伸能力比较差，在温度骤降的环境下就会出现裂缝，由于这种裂缝只出现与大体积砼表面比较浅的位置，不会对施工质量造成影响。

其三，内部温差。内部温差是指大体积砼在不同时间段的同一点上存在温度差异，例如大体积砼表面温度与外界环境温度比较相似，而与内部温度存在较大差异。这种温度差会产生温度应力，并导致大体积砼表面出现裂缝。根据实践表明，大体积砼受外部环境影响比较大，同时温度的升高或者降低会给砼造成压力，因此在温度发生明显变化的环境内，大体积砼经常发生裂缝问题[3]。

其四，湿度问题。根据科学实验标明，在大体积砼浇筑成型之后，如果缺乏合理有效的养护措施，例如没有在浇筑完成之后给大体积砼表面覆盖一层保温膜等，就会使得表面水分快速蒸发，并导致大体积砼内外部出现收缩不均匀的情况，产生裂缝。

2 大体积砼施工裂缝的控制

2.1 严格控制大体积砼的组成材料

由于砼是一种比较脆弱的材料，对于原材料的要求比较高，因此为了提高建筑施工质量，就需要对砼的组成材料进行严格控制。其一，选择科学合理的原材料。首先，严格控制水泥材料。由于砼内部需要具有一定的抗裂性能以及耐热性能，砼外部需要在具备抗裂性能的同时，还具备抗腐蚀性能、抗冻性能等，因此在选择水泥材料时，优先选择低热矿渣水泥用于砼内部，中热砼酸盐水泥等用于砼外部，从而提高砼性能。其次，适当添加混合材质。根据科学实验可知，在砼组成材料中适当添加混合材料能够在一定程度上提高砼的抗裂性能。最后，为了延缓大体积砼内水化热反应，还需要向砼中加入适当缓凝剂，延缓水化反应效率[4]。其二，适当添加粉煤灰。根据实际情况需要，在保证胶凝材料总量的前提下，尽量减少水泥的使用，并适当添加优质粉煤灰代替水泥作为组成材料。根据实验数据表明，一般粉煤灰的添加量应该为水泥重量的15%-20%。在砼组成材料中添加适当的粉煤灰，不仅能够充分发挥其物理填充效果，而且在一定程度上能够增加砼密度，避免砼的离析、收缩现象的出现，从而优化砼的物理性质和性能。此外，将粉煤灰作为砼组成材料能够延缓水化反应的反应速率和时间，降低水化过程中所释放的热量。其三，选择合适的粗细骨料。一般而言，在配置大体积砼的过程中，需要添加细度模数在2.5-3.0范围内的，并且含砂率在0.3左右的中粗砂作为骨料材料。在经过一定量的配制之后能够提高砼的整体使用效果，但是需要注意的是在选择骨料的过程中要关注含砂率，过高则代表粗骨料比较少，细骨料比较多；过低则反之，无论如何含砂率最好要在0.3左右，避免大体积砼出现开裂现象。其四，合理配置砼的混合比。在设计砼的配置比过程中，不仅要根据施工过程中所收集的数据和信息，还需要根据砼的强度以及质量进行设计，同时还需要考虑后期砼的强度问题，综合考虑大体积砼的混合配置比。

2.2 优化大体积砼的施工过程

首先，实时控制大体积砼施工过程中的温度。这就需要：其一，做好砼的保湿和保温工作，例如在夏季进行施工时，要做好防晒措施；在冬季施工时，要做好保温措施，避免大体积砼内部出现急剧的温度变化。其二，做好温度与湿度的监管工作。随着科学技术的进步，在对大体积砼内外部进行温、湿度监管时，可以采用信息化设备仪器进行检测，一旦大体积砼内外温度差超过20℃左右，就需要根据实际情况及时调整措施，避免施工裂缝的出现。其次，在进行大体积砼施工过程中，要根据实际外界环境情况，适当降低大体积砼浇筑过程中的温度。这就需要尽量避开高温天气进行浇筑，若要在夏季进行浇筑还需要对骨料进行预冷，降低混凝土搅拌物的温度。同时还可以在混凝土材料内加入一定量的缓凝型减水剂，延缓浇筑建模的强度[5]。最后，还需要进一步削减温度应力。可以利用分层分块浇筑，设置合理的位置进行浇筑，从而消除温度应力，减少每次浇筑过程中所需要的时间和蓄热量。

2.3 大体积砼的养护

其一要进行保温养护，降低大体积砼表面热度的扩散，或者延缓温度的下降，从而避免大体积砼表面出现裂缝。同时该能够利用相关材料延缓大体积砼表面的散热时间，将大体积砼内外部温差控制在砼抗拉力范围内，避免产生贯穿性裂缝。其二要进行保湿养护，避免浇筑完成之后的大体积砼表面的水分快速蒸发而造成的干缩裂缝。这就需要确保大体积砼能够在25-40℃左右的潮湿环境内进行浇筑，从而提高砼的伸拉强度，从根本上防止裂缝出现。