大体积混凝土开裂的起因及防裂措施研究

2021-11-10陆良

建材与装饰 2021年30期

陆良

（上海建工七建集团有限公司，上海 200232）

0 引言

随着现代社会对于工程施工质量的重视，大体积混凝土建筑结构的抗裂性能已成为行业关注的焦点和议题。一方面，大体积混凝土结构工程受建筑使用环境等一系列因素的影响，需要进一步优化不同作业环境下混凝土的配合比，特别是在地下潮湿的环境中，混凝土结构自身的抗裂性能尤为重要；另一方面，大体积混凝土结构施工质量是建筑结构安全的基础和保障，需从建筑施工作业层面进行科学管理，明确对应的施工质量控制目标，提高混凝土结构的抗裂性能。

1 工程案例

本文案例工程参照为某地亚运村建筑工程施工项目，其中项目占地面积2.6万m2，涉及高层综合楼、物业管理楼、设备用房等。其中建筑大体积混凝土结构采用外防水体系，防水混凝土设计抗渗等级为P6，防水等级为一级。地下室整体为混凝土框剪结构组合，地下室外墙设1mm厚水泥基渗透结晶型防水涂料一道加3mm厚自粘聚合物改性沥青防水卷材一道。地下室填充墙采用200mm、250mm厚页岩多孔砖（20孔以上）。

2 大体积混凝土开裂的起因

大体积混凝土结构工程受施工技术、混凝土材料、施工方案以及施工作业环境等多种因素的影响，易出现表面裂缝和贯穿裂缝的工程质量问题。混凝土裂缝是影响大体积混凝土结构施工质量的重要因素，其裂缝的产生因素相对复杂，特别是在高温环境施工作业过程中，裂缝产生的概率较大，需要进一步研究和处理混凝土开裂问题。例如，在工程作业过程中，管理不善、管理缺失等一系列因素的影响，会诱发建筑工程大体积混凝土施工质量问题，特别是在浇筑过程中混凝土材料质量不合格，是大部分大体积混凝土结构出现裂缝的主要诱因。不仅如此，当混凝土在浇筑完毕后，对应的硬化速度过快以及水泥热化效果较大，也会增加裂缝的产生。以混凝土水灰比为例，其比例超过的规定限制，会增加裂缝出现的概率。从管理层面来说，管理体系的缺乏，是造成混凝土裂缝出现的间接原因，而施工层面进行分析，施工作业流程混乱，是造成混凝土裂缝的主要原因。深入研究混凝土建筑构件的裂缝问题，可以发现裂缝产生的因素，主要是水泥中C3A（铝酸三钙）和C4AF（铁铝酸四钙）等物质发生化学反应后，其反应速率超过混凝土的标准范围，从而引发对应的裂缝，因此，在施工作业过程中，既需要控制混凝土的硬化速度，同时也要对混凝土的内部温度进行监测和分析。混凝土浇筑后，反应剧烈时，需要进行人工的干预和调控，进一步缩小反应过大产生的空间裂缝问题，同时需要注意裂缝产生的关键时间节点，以施工作业后的第五天、第六天为例，是大体积混凝土结构易产生裂缝最为严重的关键时期，需要对其养护作业流程以及养护作业内容进行调控。科学开展混凝土配合比的分析，严格控制混凝土原材料质量，规范落实施工管理流程，能够最大限度避免相关问题的出现。

大体积混凝土结构渗漏问题，是当前建筑的主要质量通病，需从混凝土的配合比以及施工作业内容等一系列因素进行分析。首先，需要了解混凝土渗漏的主要原因，了解上部建筑结构的出水点，同时对出水的位置进行结构剖析。目前，采用内部防水涂料的处理措施，其作用效果相对有限，需要从上部建筑结构探查对应的出水层，重新开展对应的防水作业，实现渗水问题的有效解决。大多数大体积混凝土渗漏具有一定的关联性和连续性，需要对其根源进行防水问题的科学处理，实现对建筑问题的有效解决。

3 大体积混凝土工程抗裂的主要举措

3.1 制定标准化的管控体系

基于案例工程施工作业任务量的主要特点，需要在工程建设过程中需要创建标准化的科学管理体系，有效落实管理工作和管理制度。首先，制定一系列的施工管理举措，保障工程施工作业的有效性和合理性，推动工程施工作业能够按部就班开展和实施。从管理层面，设定对应的管控逻辑，能够让施工作业过程中，出现问题时尽快进行相应的处理和解决，防止施工问题的进一步蔓延和影响。特别是在案例工程的大体积混凝土结构施工阶段，需要提高对混凝土结构抗裂、抗渗问题的重视，以管理层面落实对应的管理体系，分别布置对应的管理任务，以“谁施工、谁负责”为核心，实现对工程施工作业的科学管理。裂缝问题的产生因素相对较多，需要从管理层面加大对施工作业各个细节的重视力度，同时以管理制度、管理逻辑、管理责任等方面进行落实，提升对混凝土结构施工作业的管控效率。通过在管理层面构建完善的管理体系，能够发挥施工企业管理动能，能够提高混凝土施工的管控标准，能够进一步约束施工质量问题的行为和影响，提高大体积混凝土结构施工作业的水平和标准。

3.2 把控施工材料的质量问题

施工材料的质量问题，需要施工企业进行多元化的监管和调控。首先，在施工作业前需要对施工材料的质量进行检测和分析，特别是对大体积混凝土结构，需对各个材料的出厂证明、质量检测证明等一系列内容进行核验，包括混凝土浇筑过程中的外加剂，确保各类材料均能达到检测标准。其次，在施工作业过程中，当出现批次材料质量不佳或者材料性能无法满足要求时，需要停止对应的施工作业，进一步调查材料的质量问题，减少或规避材料质量问题带来的影响。例如，混凝土浇筑过程中，坍落度偏大，会诱发混凝土浇筑质量问题的重要因素，其混凝土浇筑材料的配合比，务必要满足对应的要求和标准，任何一点细节未能达到施工作业的标准，都可能会诱发混凝土建筑裂缝或者渗漏问题。通常，在工程结构施工作业过程中会留置混凝土标养及同条件试块，以此分析对应施工区域的混凝土结构施工质量，通过对混凝土的观感质量和抗压、抗渗试块数据，来进一步分析混凝土原材料的质量情况。目前，我国在混凝土构件的质量检测工作中，设定大量的检测技术和检测办法，能够通过多种技术手段提高建筑结构的混凝土强度，最大限度降低施工作业可能出现的裂缝问题，合理规避建筑结构渗漏现象的出现。材料的质量问题是诱发混凝土结构裂缝和渗漏的重要因素，需要强化工程施工作业理念，增强对材料质量等级的重视意识[1]。

3.3 调整施工方案的合理性

大体积混凝土结构施工作业，需要在施工作业前、施工作业过程中、施工作业后，分阶段对大体积混凝土结构进行养护作业。首先，在施工作业前，施工相关人员需要对施工作业方案进行了解，熟悉对应的步骤和流程，同时需对施工作业的内容进行分析，进一步优化施工作业的关联性，降低施工作业可能出现中断问题的产生，其次，在施工前需要准备好对应的工作设备以及施工作业预案，从策划环节约束施工作业问题的产生，最大限度提高施工作业的基本成效。例如，坍落度测试、水泥强度测试、反应速率测试等一系列内容。其次，在施工作业过程中，对施工方案的执行情况进行研究，特别是振捣人员的技术水平，对应的振捣成效是影响材料均衡性的重要因素，也是降低材料裂缝的主要举措。众所周知，施工作业过程的任何一处细节，都可能是造成混凝土构件出现裂缝和渗漏的主要因素，需要在施工作业过程中，把控施工方案的实施情况，提高施工作业的水平和标准。最后，在施工完毕后需要对混凝土的建筑质量进行监测，采用保温膜、温度计等设备时刻监察混凝土的内部温度，防止内外温度差超过25℃，必要时可以进行人工降温等举措，进一步降低构件裂缝的风险。混凝土表面施工情况的有效处理，能够规避裂缝和渗漏问题的产生，提高建筑的使用功能和使用价值。图1为某工程施工作业混凝土浇筑图[2]。

图1 某工程大体积混凝土浇筑现场

3.4 提高混凝土的养护标准

大体积混凝土结构浇筑完毕后，需立即落实混凝土的养护和管理工作。为了降低混凝土裂缝以及渗漏带来的影响，需在浇筑8h后对混凝土浇筑构件进行覆膜，以此降低混凝土水分的蒸发，提高混凝土的施工质量。在养护过程中，需要对混凝土的硬化、内外温度差以及构件表面情况等一系列内容进行分析，合理减少和规避混凝土结构质量通病的产生。通常在第7～14d，依次开始拆模，并且需要持续保持混凝土构件的湿润特性，利用浇水法或者遮盖法，提高混凝土的养护湿度。

后浇带的施工需要严格参照施工规范和设计要求执行[3]。