摘要：近年来，在高层建筑工程中大体积混凝土筏板基础应用较为广泛。相比普通混凝土构件，在施工过程中大体积混凝土具有更大水化热现象，且混凝土导热性较差，如施工控制不当，极易产生裂缝问题。此类裂缝主要包括两类，即表面裂缝与贯穿裂缝，此类裂缝产生的原因可能是设计不当、材料质量不佳、施工工艺差等。除此之外，由于筏板基础大部分位于地下水位下方或潮湿环境，当产生裂缝后，顺着裂缝将有水等渗入，进而腐蚀结构内的钢筋，导致混凝土渗漏现象出现，进而降低整个结构的强度，对建筑物使用性能、耐久性造成严重影响。为此，在施工中必须重视裂缝控制问题。
关键词：大体积；混凝土裂缝；原因；控制措施
1大体积混凝土的定义
混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。
在桥梁工程实践中，按照规范中对大体积混凝土的术语定义，承台、墩柱、盖梁、主梁等都属于大体积混凝土施工的范畴。准确把握大体积混凝土的定义将更好地为指导混凝土施工提供重要的理论和实践依据。大体积混凝土在施工中按照混凝土种类主要分为素混凝土、钢筋混凝土、纤维混凝土和预应力钢筋混凝土。
2大体积混凝土裂缝的成因
产生大体积混凝土结构裂缝的原因具有综合性及复杂性，有可能是一种类型的裂缝，也有可能是多种类型的结合物。与混凝土极限抗拉强度，大体积混凝土收缩产生的拉应力大于该值时，则会有裂缝产生于混凝土表面。除此之外，因收缩、膨胀和约束间的作用力呈反比关系，则会出现应力，从而产生裂缝。在众多原因中，最主要的还是由于水泥水化热产生的温度变化。
水泥水化反应是混凝土强度增长的主要因素，而该反应属于放热反应，其特点为早期快、后期慢，这种情况下混凝土内部温度增长也会呈现为由快至慢的过程。通过研究表明，升温、降温、稳定是大体积混凝土温度的三个变化阶段。因大体积混凝土结构及水泥用量大，在完成浇筑混凝土之后，将有大量水化热在水泥水化过程中被释放，此时将会增加混凝土内部温度。同时，因混凝土导热性能不佳，且体积较大，散热能力不足等原因，致使混凝土水化热不断聚集，且无法快速散发，这样会不断增加其温度。当外界温度低于该温度过多的情况下，混凝土内部热量会持续传递给周围土壤及大气。在温度上升过程中，相比内部温度，混凝土表面温度较低，根据热胀冷缩的理论，混凝土膨胀速度方面，高温部位速度将快于低温部位，这种情况下两者间可互相约束。如该部位拉应力在混凝土极限抗拉强度以上，则会有裂缝出现于混凝土表面。
在水泥水化热不断释放过程中，如混凝土硬化，则会降低其弹性模量与徐变量，此时将无法释放这部分应力，就会有裂纹产生于其内部。为达到施工和易性需求，必须增加水量，相比水泥水化所需水量，所加水量在其5倍左右。待完成水化过程，多余的水分将被蒸发掉，此时混凝土体积会产生收缩现象，且属于干缩类型。当干缩和混凝土温降过程出现冷缩相互结合，混凝土内的拉应力会大幅度增加，这种情况下将促使裂缝发展，导致结构裂缝问题严重化。
3大体积混凝土裂缝控制策略
3.1严格把控材料选择
为尽可能地防止裂缝问题出现，应当愈加重视材料选择该项工作，如大体积混凝土工程项目施工建设期间所需要使用到的水泥、外加剂等。首先在凝胶材料选择方面，大体积混凝土工程项目应当尽可能的择选粗颗粒水泥材料，这种粗颗粒水泥材料，可能够增加稳定体积未被水化的颗粒，让大体积混凝土内部水化热可实现平稳的过渡，对确保大体积混凝土自身强度性及抗裂等有效增强，抑制大体积混凝土裂缝问题出现，并选用水化热较低的水泥，如中低热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸水泥等，采用硅酸盐水泥时应掺用部分矿物掺和料，如矿渣粉及粉煤灰，可有效减少水泥用量达到减低水化热的产生。其次在外加剂材料选择方面，大体积混凝土工程项目施工单位应当合理择选减水剂及膨胀剂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆选用缓凝型减水剂，能够有效减少大体积混凝土拌和期间用水量，并增加大体积混凝土自身流动作用，在确保大体积混凝土自身强度性及塌落度恒定不变基础上，可减水20%以上，水泥节约比例可达10%，有效减缓了水化热的产生。通过膨胀剂的合理应用，可让大体积混凝土在内外部约束作用之下形成内压的应力，让内压应力可与干缩、温缩形成拉应力之间相互抵消，让大体积混凝土内部构建起全新应力平衡状态。最后在骨料方面，经验表明，大体积混凝土宜优先择选连续级配的石子，最大公称粒径不宜小于31.5mm，含泥量不宜超出1%，泥块量不宜超过0.5%，骨料含泥量大的话，不仅增加混凝土收缩，还会引起混凝土抗拉强度降低；细骨料的宜选用中砂，含泥量不宜超出3%，含泥块量也不宜超过0.5%，内孔隙率小总表面积小，填补的胶凝材料就会相应减少，产生的水化热也会减少。
3.2加强混凝土配合比设计和原材料控制
加强原材料质量进场质量控制和保证检测频率，优先选用收缩小的或具有微膨胀性的水泥；选择线膨胀系数小、岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。砂宜选用粗砂或中砂，严格控制含泥量；减少水用量，合理选择外加剂种类和掺量。
做好混凝土目标配合比和生产配合比设计，充分考虑拌合站位置、混凝土运输距离、浇筑工艺等因素，调整其水灰比、坍落度的指标，以满足施工需要。生产过程中要加强骨料含水量的测定，及时调整生产配合比。
3.3合理化的混凝土浇筑方式
对于大体积混凝土裂缝的预防，其中混凝土施工过程中，合理化的混凝土浇筑方式是十分重要的，混凝土浇筑方式需要按照一定的标准进行，制定合理化的浇筑方案，要采用分层的浇筑方式。按照全面分层的方式进行浇筑，以竖向为基点，分成不同的层次进行浇筑，逐层浇筑的方式能够有效散热，也能够避免温度升高。需要充分控制好混凝土的浇筑质量和施工质量，对于大体积混凝土的浇筑，需要安排好浇筑的时间，一般不能超过30分钟。在混凝土搅拌过程中，需要有专业人员进行监管，保证水泥用量的准确，
3.4混凝土后期的养护
对于大体积混凝土的养护也是防止裂缝发生的一个重要因素，对于混凝土的养护工作，可以在工程施工结束之后，用塑胶袋将混凝土的表面进行包裹，能够起到一定的保湿作用，要及时做好混凝土的养护工作。在实际的施工过程中，需要采取合理化的保温措施，要避免混凝土的内外温度差过大，导致混凝土发生裂缝，混凝土每天的降温不能超过3°C，内外差的温差不能超过20°C。例如，对于混凝土温度的控制，在不同的季节，采取不同的温控措施，如果是夏季施工，可以在夜间或者是早晚浇筑，根据温度变化的情况，需要做好调整，可以通过加入冷水进行冷却，在冬季施工时，需要避免在最低温度下施工。在施工过程中，需要十分注意保温保湿，通常施工中会采取蓄水法和覆盖法减小内外差。在混凝土浇筑过程中，浇筑技术是十分重要的，要注意浇筑的时间和距离，浇筑距离需要控制在500m左右，对于混凝土最后一层的浇筑需要选择斜面分层浇筑。
结论
综上所述，为能够尽可能地避免大体积混凝土裂缝问题出现，大体积混凝土工程单位应当结合这些裂缝问题形成因素，制定出相应的防范及预警方案、计划等，确保大体积混凝土整体结构耐久性能够得以保障为大体积混凝土工程项目的高质量竣工奠定基础。
参考文献：
[1]田禾.大体积混凝土施工裂缝产生的原因与预防措施[J].民营科技，2018，11（02）：127-128.
[2]洪伟，陆永军，李明泽，乔素云，洪金榜，等.浅谈大体积混凝土裂缝成因及控制措施[J].四川建材，2017，43（06）：122-123.
[3]张云通，李晴.大体积混凝土施工裂缝成因及其防治措施的探讨[J].科技创新与应用，2016，15（19）：249-250.
[4]宋雪峰，李超，邓春林.高桩墩台式码头面层混凝土裂缝成因及控制措施[J].水运工程，2015，28（03）：104-108.
论文作者:闫小波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/16
标签：混凝土论文; 体积论文; 裂缝论文; 水化论文; 水泥论文; 应力论文; 温度论文; 《基层建设》2019年第12期论文;