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淺談土木施工中大塊混凝土出現(xiàn)裂紋的原因與防范
當(dāng)前的建筑中，我們可以經(jīng)常看到大體積的混凝土。這里的大體積混凝土與傳統(tǒng)意義上的混凝土結(jié)構(gòu)有所不同。前者是指混凝土結(jié)構(gòu)超過了1m。前者具有比后者更為復(fù)雜的工程條件，更大的工程項(xiàng)目施工量和結(jié)構(gòu)厚度。那么二者一致的是，混凝土裂縫也可能存在于大體積混凝土中。常見的種類有如下三種，即表面的裂縫、貫穿裂縫以及深層的混凝土裂縫。這些裂縫產(chǎn)生的成因較為復(fù)雜，尤其是基礎(chǔ)性的工程，還有可能存在著嚴(yán)重的管理問題。下面我們就來具體分析大體積混凝土裂縫的成因。
1、大體積混凝土裂縫的成因
1.1 外在環(huán)境——溫度、濕度
大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)與土木施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度、濕度關(guān)系密切。由于混凝土本身的特性，它的硬化過程中同時(shí)也是水泥和水產(chǎn)生水化反應(yīng)的過程，那么在其凝固的過程中勢(shì)必會(huì)釋放一定的熱量。在混凝土的內(nèi)部溫度在不斷攀升，由于大體積混凝土的橫斷截面比較大，凝固中產(chǎn)生的熱量未能及時(shí)散發(fā)出去，最終因內(nèi)部的溫度高于外界空氣溫度，混凝土表面產(chǎn)生一種拉應(yīng)力導(dǎo)致裂縫。因此，在混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)的過程中，如果沒有把混凝土的溫度與濕度控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，就會(huì)影響混凝土的質(zhì)量。
1.2 混凝土本身的材質(zhì)和配比結(jié)構(gòu)
實(shí)際上，混凝土是一種脆性結(jié)構(gòu)，它的抗拉強(qiáng)度僅是抗壓強(qiáng)度的1/10。加上原材料不均勻，在澆筑過程可能也存在施工材料和技術(shù)上的問題，所以如果短期內(nèi)超出可控的變形伸縮，就會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫的情況。所謂的可控范圍，就是長期增加負(fù)荷時(shí)的權(quán)限范圍是（1.2~2.0）×104；短期負(fù)荷的極限是（0.6~1.0）×104。混凝土和鋼筋在澆筑過程中，二者的受力情況不同。前者承受的是壓應(yīng)力，而后者是拉應(yīng)力。這里的混凝土結(jié)構(gòu)包括其配合比以及骨料、外加劑的選擇，比例的不同就可能出現(xiàn)收縮裂縫。
2、大體積混凝土裂縫的防治措施
2.1 關(guān)注外界環(huán)境，調(diào)整溫濕度
眾所周知，外界的溫濕度在一定程度上對(duì)混凝土中的水泥用量產(chǎn)生了巨大的影響。可以適當(dāng)?shù)亟档突炷林械臐仓䴗囟龋蛘呤前韬匣炷恋臅r(shí)候加水，或者用水冷卻碎石；合理規(guī)劃拆模時(shí)間，當(dāng)氣溫驟降時(shí)，需要做好混凝土表面的的保溫措施，以避免混凝土表面發(fā)生溫度梯度；在冬季，可以對(duì)施工中長期暴露的混凝土表面實(shí)施保溫措施。
2.2 選擇適當(dāng)?shù)牟牧?/p>
在選擇材料時(shí)，需要注意兩個(gè)方面的問題。一方面，對(duì)材料及其用量的分析。水泥內(nèi)的礦物成分不同就需要不同品種的水泥以及不同程度的用量。例如水泥礦物中的鋁酸三鈣發(fā)熱量和發(fā)熱速度最快，其次是硅酸三鈣，再次是硅酸二鈣。水泥的粗細(xì)也對(duì)混凝土的質(zhì)量有較大的影響，但是不會(huì)影響到最終的發(fā)熱量。另一方面，添加外加劑以改善混凝土的性能。混凝土中含有大量毛細(xì)孔道，蒸發(fā)后的水分會(huì)形成一定的張力，從而導(dǎo)致了混凝土的干縮變形。表面張力理論認(rèn)為，如果增大毛細(xì)孔道，那么表面的張力會(huì)降低，但是對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生巨大的影響。
2.3 加強(qiáng)管理，提高混凝土的施工質(zhì)量
在土木施工工程中，需要落實(shí)混凝土的澆筑、振搗和施工工作，進(jìn)行嚴(yán)密的控制。例如可以進(jìn)行合理的控制，在縫與塊之間進(jìn)行大小的限制，減少混凝土的分開長度；適當(dāng)安排施工工序，避免基礎(chǔ)起伏過大或者過小；在澆筑混凝土?xí)r候，需要加強(qiáng)對(duì)他們材料質(zhì)量和澆筑工藝的控制。可以添加外加劑以改善混凝土的性能。由于混凝土當(dāng)中存在著大量的毛細(xì)孔道，待水分蒸發(fā)后，毛細(xì)管中將產(chǎn)生大量的張力，從而導(dǎo)致混凝土干縮變形。可以用引氣劑等外加劑把混凝土中的微小氣泡吹出來，反映產(chǎn)物能夠進(jìn)入分散的孔隙中，從而減低膨脹帶來的壓力。
2.4 提出應(yīng)急預(yù)案，做好預(yù)防準(zhǔn)備
貫穿裂縫因?yàn)橛谢炷帘砻娴牧芽p而發(fā)展為更深層次的裂縫。這種裂縫切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，可能因此而破壞了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與整體性。
由于貫穿裂縫屬于較為嚴(yán)重的裂縫類型，所以為了避免花費(fèi)巨大的精力進(jìn)行修補(bǔ)工作，需要提前做好應(yīng)急預(yù)案，把貫穿裂縫的產(chǎn)生扼殺在搖籃里。首先，要做好管理工作。尤其是管理活動(dòng)中的監(jiān)督工作，嚴(yán)格按照計(jì)劃結(jié)合實(shí)際進(jìn)行施工。一旦工作中出現(xiàn)問題，就應(yīng)當(dāng)及時(shí)反饋，采取糾偏措施。根據(jù)具體情況，利用粉煤灰等摻和料，拌合混凝土加水，或者埋設(shè)水管等降溫方法。
2.5 加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，做好后期工作
混凝土的養(yǎng)護(hù)是土木工程的后期工作。混凝土由于前期通過水化作用，需要水分助于水泥水化的進(jìn)行。傳統(tǒng)的施工過程中，往往采用二次收漿，并且泌水量很大。現(xiàn)代的高性能混凝土很少泌水，如果溫度高或者風(fēng)力大時(shí)，水分的蒸發(fā)量很大，就會(huì)在混凝土的表面出現(xiàn)裂縫，所以需要在最終凝結(jié)之前要進(jìn)行抹面工作。
3、小結(jié)
總而言之，由于土木施工與空氣中的溫濕度具有很大的聯(lián)系，所以大體積的混凝土裂縫存在具有不可抗力性。實(shí)踐證明，大體積的混凝土裂縫對(duì)構(gòu)筑物以及施工有很大的危害。在施工中，嚴(yán)格把關(guān)，從材料、外在環(huán)境、混凝土養(yǎng)護(hù)，做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作以及預(yù)防工作，盡量減少發(fā)生裂縫的概率，避免產(chǎn)生危害結(jié)構(gòu)的裂縫。
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