土木施工中大体积混凝土裂缝成因及其防治措施分析

2019-11-28刘建

建材发展导向 2019年3期

刘建

（山西西山金城建筑有限公司，山西太原 030053）

1 大体积混凝土施工产生裂缝的主要原因

1.1 温度原因

温度应力是导致大体积混凝土产生开裂的最主要原因。温度的突然变化会使混凝土的自身结构发生膨胀或者收缩，就使混凝土的内部结构产生了一定强度的温度应力，当温度应力随着温差的增加而不断增强时，就可能使混凝土产生一定程度的裂缝。在大体积的混凝土完成浇筑工作之后，混凝土的内部水泥会发生一定的水化反应，这种反应会产生出大量不容易挥发和散出的热能，这就使混凝土内部的温度迅速升高。当混凝土的内外部温差超过25℃时，混凝土就会受到外界各种混凝土的约束，一旦超过了其所能承受的抗拉强度时，就会导致混凝土的外部产生明显的裂缝。

1.2 锈蚀原因

混凝土的保护层厚度不符合相关质量要求，就可能会因为二氧化碳的碳化与侵蚀，从而使钢筋受到一定程度的锈蚀，导致钢筋的表面氧化膜遭到破坏。此时，混凝土中的氧气、水分就会和钢筋里的铁离子发生作用，并产生出氢氧化铁，进而引起锈蚀现象。随着锈蚀物体积的不断扩大，混凝土周围的膨胀应力也会迅速增加，这就导致混凝土出现不同程度的剥离和开裂问题。此外，混凝土在受到锈蚀以后会大大减弱钢筋的有效横断面面积，从而使整个混凝土结构的承载力降低。

1.3 收缩原因

大体积混凝土会在凝结和硬化过程中不断蒸发水分，其表面的水分挥发速度比较快，因此，体积收缩就会比较大，但其内部的水分挥发缓慢，就使得体积收缩较小。当混凝土的内部和外部的变形收缩程度不一致时，其表面的变形就会受到内部的约束和限制，这就使混凝土结构出现拉应力，这种应力就可能导致混凝土裂缝的产生。此外，如果没有做好混凝土的养护工作，使水泥的水分大量流失，或是养护不到位引起结构细孔的内部出现负压，从而出现一定的收缩裂缝。

2 大体积混凝土裂缝控制要点

2.1 确保施工技术准备工作的有效性

想要使得土木工程大体积混凝土施工质量得到提升，就要确保其施工技术工作准备的有效性。不仅要保证其施工组织的严密性与高效性，还要合理分配施工人员的职责，加强对于施工设备及材料的有效性保养，并对安全保障及应急措施进行制定。在施工之前，要加强图纸的审查工作，保证设计交底工作的有效性，通过对于科学的施工方案的制定，对指导作业书进行设计。

2.2 原材料质量控制

第一，水泥。作为混凝土主要原材料，施工用水泥性能和质量是否达标，在根本上决定了混凝土施工质量。如果所选水泥不合适，在施工后会产生大量的水化放热,使裂缝产生的可能性提高。因此在需要选择应用水化热偏低的水泥，并科学设计水泥用量，适当的应用粉煤灰来代替水泥，减少整体施工中水泥用量，避免水泥水化放热过于集中难以控制而形成裂缝。

第二，外掺料。粉煤灰为最常见的外掺料，主要目的是降低大体积混凝土的水化热。同时适量的掺加粉煤灰，还可以在一定程度上来提高大体积混凝土的抗渗性能，对改善施工质量具有良好的辅助功能。并且，粉煤灰还可以改变混凝土和易性，促使混凝土质量能够更长时间的维持均衡状态。第三，外加剂。常见的高效缓凝减水剂，不仅可以通过降低水泥用量来控制水化放热总量，同时还能够延长混凝土凝固时间，减少大体积混凝土结构体积的变化，避免裂缝的产生。

2.3 施工温度监测

在进入到施工后，需对施工过程进行温度监测，做好详细记录，以免内外温度差过大而形成裂缝。整个监测流程为安排技术人员、设置测温孔、安装温度监测定时器、记录监测结果，并绘制温度变化曲线图，随时掌握混凝土施工温度变化状态。目前,对于温度测试的方法有直接温度计法、热电偶法及光栅法等。在大体积混凝土中测温使用直接法,测量的数据精确度低,数据记录繁琐,测试频率低,现在一般已不再采用。采用光栅法测试,传感器易损坏且终端处理设备昂贵,一般也较少采用。根据以往的施工实践经验,本方案拟采用热电偶法进行测试。其二次仪表测量出的温度数据误差不应超过±1℃,温度测量元件测得的温度数据误差不应超过±0.3℃,以确保符合大体积混凝土温控施工的温度监测要求。

2.4 加强养护施工

大体积混凝土养护工作期间，可择选草袋、塑料薄膜等材料覆盖于大体积混凝土表面，以起到保温养护作用，以防止内外部温差过大诱发裂缝问题。同时，可在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度，冷却水与混凝土温度的差值不宜大于20摄氏度，防止冷却过程中，冷却水与周围混凝土温差过大产生拉应力。条件允许可以将温度传感器嵌入混凝土的不同部位，对施工过程进行跟踪和监控，了解大体积混凝土水化热引起的不同深度温度场的变化规律，如当发现温差超过25℃或降温速率超过2℃/d时，立即增加麻袋覆盖层数，以使降低温差和降温速率符合要求，减少水化热过高导致的危害。