对市政工程大体积混凝土裂缝产生的原因与预防措施探究

【摘要】进入新时期，市政工程面临的严峻问题是大体积混凝土的开裂，对混凝土裂缝的控制工作是市政工程开展过程中的重点。本文分析了市政工程大体积混凝土裂缝产生的原因，并对大体积混凝土裂缝的控制与预防措施进行论述。

【关键词】市政工程；大体积；混凝土；预防措施

近年来，我国的基础设施建设在快速的发展，大体积混凝土施工在日益增多，在施工过程中不可避免的会出现混凝土裂缝问题。大体积混凝土裂缝的出现，将从一定程度上影响市政工程结构的持久性与耐用性，由此可见，采取切实可行的预防措施对维持市政工程建筑的质量意义重大。

1、 市政工程大体积混凝土裂缝产生的原因分析

1.1 混凝土收缩变形的影响

混凝土中有将近80%的水分会蒸发，而大约20%的水分是水泥硬化过程中所必备的。需要我们明确意识到的一点是混凝土中最初蒸发的30%的水分是不会导致混凝土收缩的，随着混凝土水分的不断干燥会有20%的水分溢出，而这20%的水分不像最初30%的水分，它是会引起混凝土干燥收缩的，而混凝土干燥原理表明，表层混凝土干燥的越快、其中心混凝土干燥的会越慢。

1.2 外界气温湿度变化的影响

外界气温的变化对混凝土裂缝产生有重要的影响，通过对混凝土内部温度来源进行分析，我们能够发现浇筑温度、结构散热温度以及水泥水化热温升等均为内部温度的重要组成部分。浇筑温度与外界的气温有着必然的联系，外界气温越高，混凝土内部的浇筑温度也就越高，相反如若外界的气温相对比较低，那么混凝土内部的温度也比较低。混凝土裂缝的出现除了会受外界温度的影响外，还会受到外界湿度的影响，外界湿度的降低将会加剧混凝土干缩的速度，而混凝土的干缩必然会导致裂缝的产生。

1.3 水泥水化热的影响

水泥在水化过程中会释放出大量热量，因而会造成混凝土内部气温的上升，内部气温的不断上升势必会与表面气温产生温差，如若温差过大或者超出一定的界限，就会产生温度应力，进而导致混凝土裂缝的产生。在此，需要我们注意的一点是温度应力与温差是正比例的关系，也就是温差越大，相应的温度应力也就越大，当温度应力超过混凝土所能承受的约束力时，裂缝便随之产生，从而影响混凝土工程结构的质量和安全。混凝土内部的温度所受到的影响因素比较多，其中最直接的影响因素是混凝土的厚度以及水泥的使用量。实践经验表明，混凝土越厚，证明水泥的使用量越大，相应的混凝土内部的温度也就越高。

1.4 受内外约束条件的影响

混凝土受内外约束条件的影响主要是指混凝土受温度的影响而产生的不同压力。从具体分析看来，混凝土温度的上升，混凝土内部会膨胀，而所产生的膨胀在内部约束的影响下会产生压应力。如若温度不是上升，是下降的话，那么混凝土内部将不是膨胀，而是会产生比较大的拉应力。此外，还需我们重点关注的一点是，由于混凝土受水泥水热化的影响，往往在中心形成的温度高，热膨胀大，因而也会在中区形成压应力，而混凝土表面所受的温度比较小，因而产生的是拉应力。

2、 对市政工程大体积混凝土裂缝进行控制以及预防的具体措施

2.1 合理选择水泥品种与控制水泥使用数量

通过对工程进行研究后发现，水泥在水化阶段可以释放出很多的热量，内部温度的不断上升，就使得其内部出现温度差，从而发生断裂，产生裂痕，这就是大体积混凝土产生裂缝的主要原因之一。市政工程建设过程中，水泥品种的挑选以及确定其用量是非常重要的工作，品种不同的水泥水热化的速度以及大小都是不相同的，导致此种情况出现的主要原因是水泥内部矿物成分是不同的。通过研究发现，在水泥矿物中发热的速度比较快，而且发热量还比较大的是铝酸三钙，像铁铝酸四钙、硅酸二钙等也是发热量与发热速率比较大的物质。水泥发热速率与发热量不仅仅与水泥所含的成分有关，而且还与水泥颗粒物的大小、粗细有密切的联系。若水泥颗粒物越细，水泥的发热速率会越快，伴随着水化热对水泥裂缝的影响也会越大。市政工程除了应慎重选择水泥品种外，还应考虑水泥的合理使用量，尽可能减少水泥的用量，这样可以降低水泥使用过程中所产生的热量，但也要注意将用量控制在正常范围内，避免水泥用量过低而引发建筑结构问题。

2.2 选择合适的骨料并对其进行控制

在选择骨料的时候，可以在满足施工构件条件的基础上选择颗粒较大的碎石，碎石具有强度高的特点，在使用的时候应该对其进行合理的搭配，这样可以使碎石骨料得到科学的连续级配，这样就可以对大体积混凝土之间的孔隙进行有效的控制，进而节约水泥资源，有效的降低水化热，使混凝土在凝结过程中的干缩变形可以得到控制，最终实现对混凝土裂缝进行预防的目的。

2.3 添加一定剂量的外加剂

当前，市政工程大体积混凝土工程施工过程中往往都会添加一定剂量的外加剂。长期的建筑实践表明，粉煤灰作为外加剂添加到混凝土中，从一定程度上对混凝土的密实度以及和易性进行改善，在此基础上，提高其抗渗能力，并降低其收缩徐变。除了粉煤灰外，目前建筑工程中较常用的外加剂是UFA膨胀剂，它的使用能使混凝土的内部出现膨胀现象，此种情况的出现，一方面可以使其密实度得到有效的保证，另一方面则可以使其内部出现压力，从而抵消拉应力。

2.4对施工阶段裂缝进行预防以及控制

混凝土施工主要有以下几个部分：生产、浇筑、环境温度、后期混凝土的养护方法和养护措施等，是保护大体积混凝土温度裂缝的关键环节。夏季施工是在温度较高的情况下进行施工，再加上水泥水化热对混凝土的影响，使得温度变形尤为突出，为了减少温度对混凝土的影响，在施工过程中施工人员应降低浇筑的温度，可以采用对砂石、原材料用篷布覆盖的方式来避免阳光照射使温度过高，同时也可以去除表层材料，用下面的温度较低的材料。搅拌混凝土时尽量使用温度较低的水，上述措施对降低混凝土的入模温度是十分有作用的，同时还可以对温度变形进行控制，具有应用价值。

施工人员在进行混凝土养护工作的过程中，应该在其表面较厚的保温保水的材料进行保温，根据天气情况和覆盖材料的湿润程度，及时洒水进行保湿养护，使外界高温对混凝土的凝固过程尽量不产生过大的影响，从而避免混凝土因为温度突然下降而产生裂缝，与此同时，还可以确保水泥水化的正常进行，进而有效避免湿度裂缝的产生。在冬季进行施工之前，施工人员需要解决混凝土在初期的凝结中被冻住的问题，而想要解决此问题，最主要的就是对混凝土浇筑的温度进行控制，最好高于外界气候温度。冬季的天气较为寒冷，施工人员想要确保浇筑的质量，就应该在10℃左右的天气中进行施工，与此同时，还可以在施工之前使用蒸汽的方式来对冷壁进行加热，而针对原材料，则可以根据天气温度的变化来确定是否需要进行预热。在对石料进行加热的时候，应该确定好温度，最高的温度应该在75℃，混凝土搅拌过程中尽量使用加热后的水，以保证浇筑的温度。另外，在运输的过程中，还应该做好保温工作，这样就可以减少热量损失，为施工人员进行保温工作提供便利。

3、总结

对大体积混凝土结构中产生的裂缝进行有效的控制与预防将会直接影响工程的稳定性和持久性，因此，在施工中应该实施相应的养护措施、合理选择水泥的品种与控制水泥用量、添加一定的外加剂等措施能够有效的解决混凝土裂缝的产生率，大体积混凝土工程施工中需要我们认真贯彻这些措施。

参考文献：

[1]王明磊.《大体积混凝土施工裂缝的预防与补救措施研究》.长安大学，2010-05-04

[2]高向东.《大体积混凝土裂缝预控系统的研究》.长安大学，2009-05-20

推荐访问： 预防措施 裂缝 市政工程 探究 混凝土