科技创新 ２ｍ２￣ｇ６月（下）Ｉ科技创新与应用 大体积混凝土裂缝的成因及处理方法探讨 吴国权 （福建省国泰建设有限公司，福建三明３６５５００） 摘要：大体积混凝土在施工中裂缝产生的原因很多，但我们了解掌握其裂缝的产生机理和原因，严格按规范规定施工，认真积 极探索裂缝产生的原因，合理设计，精心选材，优化配比，精心组织，严格控制，及早采取相应的预防措施，就能有效地防止和控制 各类裂缝的发生。 关键词：大体积混凝土；裂缝成因；裂缝处理技术；预防裂缝措施 随着我国建筑业的快速发展，大体积混凝土在工程中的应用也日 益增多，但普遍会遇到裂缝问题，这是因为混凝土体积大，裂缝一旦形 成，特别是重要的结构部位出现贯穿裂缝，危害极大，不仅会降低结构 新排列组合，以此创造出更加优越的材料眭能。新型灌浆材料的优势在 于浆材黏度低、凝结时间可调、强度高等，适合于多种形式的裂缝处理。 在成本方面，使用该材料处理裂缝的成本较低。 的耐久性，削弱构件的承载力，同时还可能危害到构造物的安全使用。 所以本文就对大体积混凝土裂缝形成的原因、处理措施和预防进行了 简单的分析。 １混凝土裂缝形成的原因 工程单位及施工人员必须要及时分析导致裂缝的成因，做好施工 工艺或操作流程的调整。这样才能确保大体积施工的有序进行，从而为 建筑单位创造更好的经济利益。混凝土裂缝的成因涉及到施工的整个 过程，主要包括以下几个方面： １．１浇注因素。混凝土在浇注过程中会受到温度的变化影响，很容 易在内部形成膨胀变形现象，膨胀造成地基内部的应力增大，致使混凝 土结构变形问题更加严重，导致混凝土内部承载过大而引起裂缝。 １．２环境因素。一年之中，由于不同的季节施工造成的裂缝问题也 是很常见的。夏季进行混凝土施工时，环境温度过高会造成混凝土出现 膨胀；冬季环境温度过低时，则引起混凝土内部的强烈收缩，这些变化 都会引起裂缝。 １．３水分因素。配制混凝土时主要是水泥、砂石等原材料与水分之 间的搭配。在混凝土的拌和用水中，只需要消耗约２０％的水分，而剩余 的水分全部会被蒸发。水分蒸发也是引起裂缝出现的一大因素，这些收 缩变形引起的裂缝较为多见，对于混凝土使用．陛能的影响也是比较大 的。 １４人员因素。大体积混凝土是工程项目的重要材料，在施工过程 中会由于多方面因素的影响而造成裂缝的出现。有些施工人员缺乏建 筑专业知识，在实际操作中凭借自己的经验施工。如混凝土浇注时间把 握不准、浇注速度控制不当等，都会给混凝土的使用性能带来很大的影 响。 ２裂缝的施工处理技术 由于大体积混凝土自身结构的特殊性，在裂缝问题的处理上与常 规混凝土存在较大的差异。施工人员在判断裂缝成因之后，要根据具体 的混凝土施工技术制定处理方案，这样才能从根本上解决混凝土裂缝 问题。在裂缝处理的施工过程中，必须要结合先进的工程材料，这样可 以收到更好的处理效果。 ２１注浆技术。注浆技术运用于裂缝处理，主要是由于环氧树脂类 高分子材料在建筑施工中的广泛应用。早期建筑行业选择的注浆技术， 是通过人工操作的方法将树脂浆液注入到裂缝内，但这种处理技术仅 限于小型裂缝。．现代注浆技术则是借助于橡胶管的弹性收缩压力自行 注浆，能够有效地分散混凝土内部变形压力，填补裂缝的不足。 ２．２加固技术。当大体积混凝土结构产生裂缝之后，往往会对结构 的稳定性造成不利影响，因结构内部松散而引起的建筑坍塌事故较为 常见。混凝土加固技术的运用能够避免裂缝扩大，维持钢筋结构的牢固 性，使钢板在粘结剂的作用下与建筑结构融为一体，可以增强混凝土的 承载力和抗拉强度，促进混凝土使用性能的提高。 ２．３防水技术。该方法必须要借助于先进的施工材料，常用的有水 泥基渗透结晶型防水材料。这种材料运用于大体积混凝土中，可以发挥 出良好的抗渗性能，避免因水的渗入而造成裂缝现象。通常，施工人员 需根据裂缝的大小采取防渗处理，将水泥基渗透结晶型防水材料调配 好之后，将其涂刷或喷涂在混凝土表面即可抗裂缝。 ２４砂浆材料。多数是指聚合物水泥砂浆类材料，这种材料在防渗、 防腐、防冻等方面的作用极为显著，能够控制混凝土施工中出现的各类 裂缝。聚合物水泥砂浆类材料的应用，不仅满足了混凝土施工的抗渗 性、抗碳化、抗冻性要求，还能方便施工人员的作业需求。在机械设备的 配合下，使用该材料对裂缝进行填补处理的效果较好。 ２５灌浆材料。灌浆材料的发明建立在环氧树脂和聚氨酯基础上， 通过特定的条件转换，能够改变材料内部的结构式，使材料分子之间重 ３防范裂缝产生的措施 对于大体积混凝土裂缝，除了要采取先进的施工技术进行处理外， 工程单位必须要做好裂缝的防范工作。在日常的施工过程中，要做好裂 缝防范方案的设计，尽早发现裂缝问题，及时采取施工技术加以处理， 防止裂缝发展而影响到建筑结构的使用性能。防范裂缝的措施包括以 下几点： ３．１温度裂缝的控制 ３．１．１温度控制。大体积混凝土由于温度变化而产生了温度应力，由 于其内部结构相对复杂，即使是相对简单的几何体其温度应力计算也 是相当困难，要计算温度应力，首先要获得温度函数，混凝土的温度场 和环境温度、边界条件、湿度以及空气流速有很大关系。在一般情况下， 通过检测只能获得粗略结果，这就造成了复杂条件下大体积混凝土的 温度应力控制技术复杂。 ３．１＿２变形控制。大体积混凝土在浇筑过程中，会体现出收缩特陛， 混凝土的变形主要有物理和化学２种，水泥加水后发生的水化反应是 化学变化，由于温度变化和水蒸发导致的变形是物理变形。对物理收缩 一般采用主动控制，如保温和增湿。水化反应较难控制。改进混凝土的 外加剂是目前最常用的一种控制裂缝的办法。 ３．１．３大体积混凝土综合应力现场控制。大体积混凝土在施工过程 中都会出现水化变形和温度变形，这２种变形会导致大体积混凝土出 现以下几种应力。 自身约束应力温差和收缩都会产生自身约束应力，前面说过温度 变化会产生内外温度差异，进而使混凝土产生不同的应力状态，一般会 造成内部出现压应力，外部出现拉应力，导致裂缝产生。同时由于浇筑 产生的温度场也会使混凝土内部出现拉应力，这是一般工程中产生裂 缝的主要原因。大体积混凝土水化反应产生的应力和温度影响极为相 似，内部收缩增大，外部收缩减小，内外部的压应力和拉应力导致裂缝 的产生。一般是通过温控的办法来消除裂缝。 外界约束应力同样是由于温度和水化２种原因，在大体积混凝土 浇筑中，由于发生了形状变化，外界基础会对其进行约束，导致外界约 束应力的产生，这种约束力既可以是正向，同时还可以是反向。以圆形 混凝土基础浇筑为例，在混凝土的升温阶段，沿半径指向中心有约束摩 擦力；随后，混凝土温度持续降低至一定程度，此时约束摩擦力改为沿 半径向外，这是２种完全不同的约束力。水化变形比较复杂，产生的应 力约束更大。混凝土和基础的连接方式多种多样，有的是在平面基础上 直接浇筑，有的是不同标高的基础浇筑，有的是有很多插筋的浇筑，不 同方式对于新浇混凝土的约束也各不相同。总体来说，大体积混凝土的 形式种类多样，解决方法也是多种多样。 在浇筑过程中，要根据大型混凝土结构的特点进行全过程分析来 实现有效控制：①底板的边界条件选择直接浇筑在基础上，或者利用插 筋、坑洞等约束。②混凝土的配合比大体积混凝土的原材料控制是裂缝 控制的关键，过多的水泥会加大混凝土的收缩，对特定的基础会产生明 显的裂缝，适当的外加剂会对裂缝控制起决定性作用。③不同天气条件 应采用不同的保温措施。④应对混凝土从流态到固态进行全过程分析。 根据温度调节混凝土的内部应力分布，控制混凝土的应力水平。⑤升温 和降温阶段应采取不同的保温措施。⑥现场进行混凝土收缩监控。以温 度应力来平衡收缩应力。⑦选择合理的浇绷顿序不同形状的混凝土浇 筑顺序不同，科学合理的浇铡Ｉ顷序对控制裂缝非常有效。 ３．２具体控制方法和施工工艺 ３．２．１对原材料进行控制。对原材料的控制包括水泥、粗骨料、细骨 料等。选取高强度等风低水化热的水泥，保证水泥水化热低，凝结时间 长，符合现行国家标准。粗骨料要采用碎石，含泥量在１％之内．石子的 粒径要相对较大，保证混凝土强度、降低混凝土的温升和水化热。细骨 一１３— 科技创新与应用ｌ ２０１２年６月（下） 科技创新 宜昌市岩溶地区石漠化综合治理探讨 王万政 （宜昌市林调院，湖北宜昌４４３０００） 摘要：石漠化是受人为活动干扰，使地表植被遭受破坏，造成土壤严重侵蚀，基岩大面积裸露，石砾堆积的土地退化现象。石漠 化为我国南方湿润石灰岩岩溶地区特有的土地退化的极端形式，其危害已经和北方沙漠化、黄土高原的水土流失一起并称为中 国的三大生态灾害。探索宜昌市石漠化综合治理措施，对指导全市石漠化治理具有十份重要的意义。通过分析宜昌市石漠化现状 及存在的问题，探讨可行的治理措施，为宜昌市石漠化综合治理提供可行的方法及参考。 关键词：石漠化；治理；探讨 １石漠化土地分布情况 宜昌市辖５区５县３市，宜昌市石漠化分布范围较广，有关资料显 示，岩溶地医 面积达１００万公顷，占全市总面积的４７％，其中石漠化 土地面积２５万公顷，潜在石漠化面积４４万公顷，分别占岩溶地区总面 积的２５％、４４％，岩溶区中非石漠化面积３１万公顷，占岩溶地区总面积 的３ １％。石漠化土地中，轻度石漠化面积８万公顷，占石漠化面积的 ３２％，中度石漠化面积１２万公顷，占石漠化面积的４８％，强度石漠化面 积４．８万公顷，占石漠化面积的１９％，极强度石漠化面积０．２万公顷，占 石漠化面积的ｌ％。 ２石漠化治理存在的问题 ２．１治理思想淡化。石漠化形成是个长期的过程，同时治理更是长 期的过程，在当前的经济环境下难于达到满意效果，许多人认为治与不 治—个样。 ２２生态环境恶化，使石漠化治理的难度加大。经济基础薄弱，生态 环境恶化与农村贫困互为因果，发展与治理的矛盾突出，地方财政普遍 紧张，自主投人能力弱。 ２３石漠化分布范围广，治理上存在布局分散，针对ｌ生不强。在 方面，没有专门负责此项工作的部门，导致各部门的相关投入和治理项 目缺乏协调，治理工作统筹考虑不足。 ２．４缺乏石漠化治理针对性强的措施及技术，科技含量低。岩溶环 境系统小型、分散，植物和作物物种的区域选择性差异很大。 ３治理主要内容及方法 ３．１生物措施。以退耕还林、封山育林为基本内容，因地制宜，遵循 自然规律，完成现有森林管护３９万公顷、封山育林１８万公顷、人工造 林２万公顷、草场建设１万公顷、低效林改造６万公顷。 ３．２工程措施。以土地整治、水土保持为中心，配套发展小水塘、小 水池、，Ｊ、水窖等小型微型集雨工程和提灌工程，解决旱地浇灌问题。坡 改梯０．５万公顷、兴建引水渠１０００ｋｍ、排灌渠３０００ｋｍ、兴建水塘、小水 池、小水窖６００００个。 ３＿３农村能源开发。加强沼气、太阳能、节柴灶和小水电等农村能源 建设。根据石漠化区的自然、技术、经济条件和综合效益情况，同改圈、改 厕、改厨相结合，加快普及推广沼气工程，推广“一沼多效”、“一池三改” 的沼气工程。 ３４生态旅游建设。全市岩溶地形多种多样，充分利用岩溶地区丰 富的旅游资源，发展生态旅游。重点建设三峡库区、清江河流两岸岩溶 区旅游景点，提升旅游档次。 ３３科技支撑建设。充分利用现有的研究基础和技术，建立强有力 科技支撑体系，采用“３ｓ”技术建立全市石漠化管理地理信息系统；引进 适于岩溶地区的新树种、新草种，推广育苗切根技术，经济树种“矮、密、 早、丰”技术、生物绿篱技术等。使项目区实用技术和新品种推广率达到 ９０％以上，科技示范区辐射率达到８０％以上；石漠化监测面达到１００％。 ４项目管理及保障措施 １根据不同岩溶特点，因地制宜地开展保护和治理措施。实行乔、 灌、草结合，营造水土保持林、水源涵养林、薪炭林，保持水土，建立多林 种、多功能的防护林体系。解决农村能源问题，逐步减少以林木植被、农 作物秸秆为能源的使用量，为生态建设和环境保护提供保障。 ４．２合理开发利用水资源，加强土地整治和水土保持。改变石漠化 地区的耕作制度和土地利用方式。通过土地整治、水土保持、矿山复垦， 保护好有限的土地资源，提高土地产出效益。 ４３合理开发利用石漠化地区资源，发展区域经济。合理开发矿产 业，适度发展名特优种植、养殖业，开采野生植物资源。 ４．４结合生态重建进程，搞好扶贫开发，积极实施生态移民。对重度 石漠化地区的贫困群众，有计划地实施易地搬迁，为岩溶贫困地区富裕 劳动力开辟增收渠道。 ４５发挥“科技”先导作用，综合治理石漠化。积极推广应用“３ｓ”、 “保湿”、“生根粉”技术、组培育苗等先进、适用技术，建立健全石漠化治 理科技支撑体系。 ４．６制定、完善石漠化治理的相关法规，实行依法治理。加强法规建 设，建立引导机制，调动群众和社会各界开展石漠化治理的积极 性。 料要选取中砂，确保直径在０．５ｒａｍ以上，含砂量在１．５％以下，采用细砂 要降低混凝土的入模温度，避免阳光和炎热天气对混凝土温度的 拌制的混凝土，减少用水量和水泥用量。对于掺和料的使用要适当，要 影响，可采用添加外加剂的办法来避免各种应力作用，经常通风，加大 根据有关规定，对于粉煤灰的掺和量应该在１０％以下，同时要采用外掺 散热，避免裂缝形成。 法，依照配合比要求计算出ｌｍ 混凝土所掺加粉煤灰量。为了改善混凝 在混凝土连续浇筑完毕后，注意做好养护，及时覆盖，做好保温保 土的特性一舟曼ｊ匝常要在其中加入减水剂，或缓凝剂等外加剂。 湿，根据天气采取相应的保温或降温措施。一般来说，保温养护的时间 ３．２．２在施工过程中进行控制。大体积混凝土一般采用连续分层浇 应该不少于半个月，大体积混凝土在拆模后，一定要制定及时有效的预 筑的方法，将混凝土结构分成相同的浇筑层，每层混凝土的浇筑一定要 防天气突变措施，比如严寒、降温和干燥等，防止因天气变化导致产生 在下层混凝土初凝前结束，结构平面尺寸不要过大，避免给工程造成的 裂缝。 不必要的麻烦。在采用分层浇筑的时候，混凝土的摊铺厚度一定要依据 ４结束语 所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性来确定，在采用泵送混凝土 建筑结构形式的发展与变化，使得工程施工遇到的情况更加复杂 的时候，混凝土的摊铺厚度应６００ｍｍ；在采用非泵送混凝土的时候， 化。对于大规模的工程项目而言，大体积混凝土施工变得更为多见。但 混凝土的摊铺厚度应￣＜４００ｍｍ。 由于受建筑施工技术的影响，我国在大体积混凝土施工中还存在着诸 尤其是裂缝的出现直接影响到建筑物的使用性能。随着建 在大体积混凝土浇筑过程中，对于水平施工缝处要保证浇筑表面 多不足之处，的清洁和平整，均匀露出粗骨料；要强力冲洗表面的污物，保持湿润，注 筑施工技术的更新变化，对于混凝土裂缝问题的处理水平也在不断提 高。在处理裂缝的同时，也要注意积极采用先进的施工材料，加强各方 意不要有水；在浇筑上层的时候要注意采用合理的接浆方式。 混凝土的搅拌和运输一定要符合连续浇筑施工和最大程度降低混 面的维护工作。 参考文献 凝土出罐温度的要求，一般隋况下，采用现场搅拌或大型混凝土搅拌运 『１］杨华全，邵鄂民，周一耕，等．三峡工程混凝土掺高效减水剂与引气剂 输车来满足要求。 在大体积混凝土的浇筑过程中，一定要控制混凝土的下落高度，防 复合试验研究 ．长江科学院院报，２００４，２１（４）：１４＿ｌ７． 『２１杨洪武，赵明阶．聚合物改性水泥混凝土声弹应力测试技术研究现状 止混凝土离析现象发生。 在大体积混凝土的浇筑过程中，如果表面上出现渗水现象，及时清 与展望Ｌ丌＿中国水运 术版），２００８，（１）：１２０－１２１． 除。 ｆ３］刘艳霞，陈改新，鲁一晖．高频振捣对混凝土含气量和抗冻性的影响叨． ２００９，１ ２（１）：７６＿８Ｑ 在施工过程中一般采用二次振捣的办法，减小水分和应力，控制施 建筑材料学报，工过程中裂缝的产生。 —．１４——
