市政工程大体积混凝土裂缝的预控

2020-02-15李海宁

建材与装饰 2020年16期

关键词：水化水泥体积

李海宁

（太原市政建设集团有限公司山西太原 030002）

0 引言

市政桥梁工程中，桥梁的墩台、盖梁通常为最小尺寸均大于1m的大体积现浇混凝土，因此其施工经常涉及大体积混凝土现浇施工。而大体积混凝土施工由于容易出现各类裂缝，因此是市政工程施工中的重点与难点，需要加以探讨与研究。

1 大体积混凝土裂缝的分类及其产生原因分析

1.1 温度裂缝产生的原因

温度裂缝属于最为普遍的裂缝种类，还是施工中应当重点防治的一类，一般是因为温差较大而造成的。浇筑大体积混凝土时，因为内外温差很大，极易在混凝土表面出现很大拉应力，当该种应力超出混凝土防拉强度时，将会产生裂缝[1]。另外，大体积混凝土中心热量分散的较慢，在内外部极易出现很大温差，从而会产生很大拉应力。如果该种拉应力超出混凝土防压强度，则会产生裂缝。

1.2 干缩裂缝产生的原因

干缩裂缝通常产生在大体积混凝土养护完成后的一段时间，或是混凝土浇筑结束后7d左右。混凝土浇筑好后，因为外部环境较为干燥，内部水分将朝外散失，若散失速度很快，会造成混凝土表面产生明显变形，进而造成混凝土从外朝内产生干缩变形情况，在混凝土表面就会出现裂缝。干缩裂缝通常较为细小，表现出表层的平行线状和网状浅细裂缝。若无法得到及时解决，既影响混凝土结构外形美观，还将下降结构承载性能。

1.3 收缩裂缝产生的原因

混凝土硬化以前，表层水分流失很快，可能产生收缩情况，造成混凝土泌水问题明显减小，混凝土处在塑性状态。若表层蒸发流失的水分无法获得及时补给，加之拉应力的影响，就会出现局部不均匀的裂缝[2]。另外，若水泥活性很大，混凝土温度太高，水灰比很低，开裂情况会不断加剧，在混凝土表面产生裂缝。随后，若得不到有效修复与处置，加之水分流失等原因的影响，裂缝量将越来越多，干扰范围也更大，对整个路桥建设质量提高也会造成严重影响。

1.4 沉陷裂缝产生的原因

沉陷裂缝产生的主要原因在于，路桥基础结构所在的路基土质不均匀，有松软情况，或是回填不实、排水受阻，基础受长期的雨水浸泡，从而引起不均匀沉降情况，最后造成结构性的严重贯通裂缝，此类裂缝对路桥项目的危害性很大。为此，施工企业要注重科学措施的使用，严禁出现沉陷裂缝。

2 大体积混凝土浇筑施工产生裂缝的预防措施

2.1 科学合理选择混凝土及其原材料

2.1.1 选择低水化热的水泥

上文所述可知，大体积混凝土发生裂缝的主要原因是在水化过程中水泥释放很多热量，为了减少热量，所以施工前选择初期水化热小的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥等，这些材料能够有效调控水泥用量，防止温度过高，增强混凝土的硬度及体积的湿度，从而防止使用水泥后对混凝土的硬度、强度造成不利影响，同时活性细掺料也是代替水泥的一种材料。

2.1.2 合理选择骨料

科学、合理的选择骨料，根据施工情况和需求，应选择粒径大的石子，保障质量与规范要求相符，保证级配科学，而且细集料的含泥量达标。强化对用水量的管控，节约对水泥的使用量，在符合配合比设计需求的基础上，尽可能降低水泥用量，有效管控混凝土收缩和泌水问题。如果想要合理选择细骨料，应优先使用平均粒径较大的中粗砂，这种骨料能够防止混凝土发生干缩，有效降低水化热量，防止混凝土出现裂缝。

2.1.3 合理掺加外加料和外加剂

加入适量的外加料和外加剂对于预防裂缝出现效果确切。例如加入适量的粉煤灰能够实现对水泥用量的有效控制，减少水化热，使掺量保持在30%之内。或者掺入适量的减水剂，可以有效提供混凝土的活性，增加水泥水化能力，提高混凝土的强度，实现对水化热的合理控制，降低水化热释放的速率[2]。

2.2 制定施工阶段的优化措施

科学的实施混凝土配合比措施在确保混凝土工作质量的前提下，减少混凝土的用水量，做到低砂率、低水胶比；掺入一定剂量的减水剂、引气剂、在高粉煤灰的使用前提下制定优化措施，提高混凝土的强度、硬度和极拉值，使用热量较低的混凝土材料。使用增配构造筋的方法能够有效提高混凝土的抗裂能力，选择钢筋时使用直径和间距较小的钢筋。

2.3 施工控制具体措施

2.3.1 合理调控混凝土入模温度

出机温度、运输工具、运输距离、天气等因素均会影响混凝土入模温度，假如入模温度较高，则夏季需加强覆盖工作，防止阳光对砂石形成不利影响，浇筑处理前应使用冷水对砂石降温，合理管控搅拌环节，适量增加冰水。如果施工天气干冷，应做好防冻措施，浇筑过程中做好加热工作[3]。

2.3.2 控制浇筑速度

对于浇筑速度的控制也十分重要，浇筑过程中应确保混凝土达到一定的高度和厚度，温度为匀速上升，合理控制振捣的时间、距离和深度。

2.3.3 加强对温度的控制和监测

强化施工环节的温度把控：①夏天针对粗细集料要做好遮阳工作，搅拌混合物时应采用洒水降温策略。避免在夏天正午高温时间浇筑混凝土，尽量安排在11：00前或17：00后浇筑混凝土，有助于防范温度裂缝出现。②在大体积混凝土内部应放入适量冷却循环水，使用循环法做好养护工作，促进内部热量的释放，为了准确预测温度，要提前埋好测温管，保持温差适宜，根据具体情况绘制相关温度变化图，分析问题，制定相关措施解决问题。③大体积混凝土施工阶段，应当严格把握并管控施工场地的实际温度，且仔细检测混凝土材料温度。在混凝土入模以后的早期升温过程，操作人员每隔2h就检查一次实体温度。在后续降温过程，操作人员每隔4h最少要检查一次实体温度。

2.3.4 沉陷裂纹的防治方法

做好路桥基坑位置、填充地基处理任务，必要时需要采取冲击夯实和加固处理方法，保证基坑处理全面，地基稳定可靠。科学安装排水系统，及时排出雨水，防止产生积水情况，避免混凝土与路桥地基遭到雨水浸泡，确保结构稳定可靠。

2.4 养护方法

大体积混凝土在施工完成后，就要及时养护。经过养护混凝土结构目的在于可以快速采集有关混凝土内部温度改变的情况，进而有效把控混凝土的温度，避免大体积混凝土出现裂缝现象。在不同季节，要对大体积混凝土采用合理措施加以维护，冬天应做好混凝土抗冻措施，避免霜冻损坏混凝土，夏天就要立即做好保湿措施，防止因为温度过高，蒸发迅速而出现的裂缝病害。加强大体积混凝土的保温隔热是养护混凝土的重要方法，还是提升质量的重点。

大体积混凝土浇筑结束后，及时铺设塑料薄膜和潮湿的双层麻袋片进行洒水养护，保证混凝土终凝前外表湿润。或是浇筑结束后，立刻在混凝土外表喷洒养护剂，顺利开展养护工作，防范裂缝出现。高温环境下施工时，要安装遮阳板，大风环境下施工时，科学采取挡风措施，且合理洒水养护，保证施工质量。