甘肃第一建设集团有限责任公司 甘肃省 兰州市 730000
【摘 要】随着施工技术水平的提高，高层建筑及超高层建筑逐渐增多，大体积混凝土的应用范围逐渐扩大，但是受多种因素的影响，建筑工程大体积混凝土普遍存在裂缝病害，这就影响到建筑物质量安全。本文简要分析了造成大体积混凝土裂缝病害的原因，在此基础上提出有效的控制措施并结合实际案例加以分析。
【关键词】建筑工程；大体积混凝土；影响因素；过程控制
0. 引言
高层建筑及超高层建筑逐渐成为现代建筑的发展趋势，工民建工程的混凝土整体浇筑体积逐渐增大，大体积混凝土的质量也面临着较高要求。就目前建筑工程大体积混凝土施工状况来看，混凝土浇筑后的裂缝病害最难控制。导致建筑工程大体积混凝土出现裂缝的影响因素较多，混凝土裂缝病害直接威胁到建筑工程质量安全，因此必须要采取措施加以控制。要想全面控制裂缝病害，施工企业必须要全面掌握大体积混凝土裂缝的形成机理，有针对性地采取措施来加以控制。笔者结合自身工作经验，总结分析了大体积混凝土裂缝产生的主要原因，提出一系列控制措施，以此来提高混凝土浇筑质量。
1. 混凝土裂缝的形成机理
1.1外荷载的影响
在大体积混凝土施工过程中，部分构件结构因设计不合理、荷载漏算等原因，往往会产生结构裂缝。有的施工企业为了提高施工效率，在大体积混凝土强度尚未达到规定值时就投入使用，外荷载过重而造成混凝土外部开裂。有的施工企业在施工过程中随意性较大，物资管理缺乏规范性，甚至将施工用品摆放到大体积混凝土上，从而导致其负压过重产生裂缝。有的施工人员在施工过程中，变更施工设计及施工顺序，从而导致结构受力模式发生变化而造成裂缝。
1.2自身收缩变形的影响
大体积混凝土所采用的材料属于脆性材料，抗压强度是抗拉强度的十倍。混凝土中20%的水分缺失是水泥硬化造成的，剩余部分是被空气蒸发。由于混凝土中的凝胶材料组成复杂，所以混凝土在水化过程中出现变形，混凝土凝胶材料的具体配合比例如表1所示。混凝土受材料及温度的影响，会发生收缩变形或膨胀变形，这些都极有可能产生裂缝。
1.3外界环境的影响
大体积混凝土内外温差过大会导致应力发生变化，一旦温度应力超过抗拉强度，那么就会导致混凝土表面开裂，而温度裂缝现象普遍存在，该裂缝并不会对大体积混凝土的结构强度造成影响，但是会缩短其使用寿命。如果施工企业没有采取措施控制温度裂缝，那么就有可能进一步影响到混凝土的结构性，发展为结构受力裂缝，最终威胁到建筑工程的正常使用。
1.4后期养护不当
大体积混凝土的表面通常暴露在露天环境中，当其浇筑完成后没有达到预定强度前，温度或大风会加快其表面水分蒸发，从而加速表面收缩（尤其是干燥多风的季节更为明显），如果施工人员没有及时进行浇水养护，那么一旦混凝土的收缩应力超出抗拉强度，其表面便会开裂，裂缝大都长短不一、中间宽、两边窄。施工人员需要做好大体积混凝土的养护工作，尽量避免表面裂缝的产生。
2. 大体积混凝土温度控制措施
2.1合理配制原材料
首先，尽量选择矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等水化热不高的水泥。在使用水泥的过程中，要能够严格控制其用量，试验表明每减少 10 kg 水泥，混凝土的温度会降低1 ℃。其次，尽量选择粒径较大、级配良好的粗骨料。，砂石的含泥量也需要严格控制。第三，掺加适量的减水剂、缓凝剂及微膨胀剂，这样能够有效减少水及水泥的用量，减少混凝土的温度应力，有效降低水化热。第四，少筋大体积混凝土中，可以掺加适量的大石块，这样不会影响到混凝土的强度，还能够减少混凝土及水泥的用量，从而达到节约施工材料的目的。第五，合理控制配筋。每个浇筑层上下都需要配有温度筋，温度筋需要分布细密，一般为双向配筋，间距为15 cm，下层混凝土浇筑完后需要绑扎上层钢筋。最后，如果大体积混凝土尺寸过大，那么需要设置后浇缝，这样有助于达到散热的目的，有效避免温度裂缝的产生。
2.2提高拉伸强度
提高大体积混凝土的拉伸强度可以从三个方面入手：第一，上文所提到的原材料控制，选择级配良好的粗骨料、加强混凝土振捣，都能够达到提高混凝土抗拉强度的目的，能够有效避免收缩裂缝的出现。第二，在大体积混凝土基础内的截面突变处、转折处，底顶板与墙转折处，孔洞转角及周边，都需要适当地在斜向构造配筋，这样有助于改善应力，提高拉伸强度，控制裂缝的产生。第三，使用二次投料法及二次振捣法，当大体积混凝土浇筑完成后，必须要将其表面清理干净，覆盖草帘以加强养护，从而达到提高混凝土抗拉强度的目的。
2.3加强施工控制
要想减少建筑工程大体积混凝土裂缝的产生，必须要严格控制好施工过程。首先，需要选择合适的时期浇筑大体积混凝土，一般不宜在夏季进行浇筑，因此夏季天气较为炎热，如果在夏季浇筑，那么必须要在搅拌混凝土时加入低温水，这样能够降低混凝土的入模温度；施工企业还需要加强原材料管理，做好遮阳工作，这样能够避免其因日光直晒而造成温度上升。第二，当混凝土入模时，必须要能够做好模内通风工作，这样有助于快速散发出模内热量。第三，当混凝土浇筑完毕后，需要立即进行保温保湿养护。如果是在夏季进行浇筑，那么需要避免日光直晒混凝土表面，施工人员需要进行洒水养护；如果是在冬季进行混凝土浇筑，那么需要在浇筑完成后立即进行保温养护，这样能够有效避免混凝土内外温差过大而造成应力收缩。第四，施工企业除了做好养护工作之外，还需要严格规范拆模时间，充分发挥其应力松驰效应。第五，需要做好混凝土的温度监测及管理工作，施工企业可以利用先进的科学技术来严格控制混凝土内的温度变化情况，要能够采取措施控制好温度差，例如内外温差不得超过25 ℃，基面与基底面的温差不得超过20 ℃。施工人员需要根据温度监测结果来选择相应的养护措施，从而有效控制好大体积混凝土的温度及湿度。最后，施工企业需要严格控制施工程序，保障混凝土在浇筑过程中匀速上升，结构完成后需要及时回填土。
2.4降低温度应力
建筑工程施工需要优先选用分层或分块浇筑大体积混凝土，在施工过程中，需要合理设置施工缝及施工后浇带，这样能够减少约束及温度应力。其次，施工人员可以在大体积混凝土的基础与岩石地基或垫层之间设置滑动层；在垂直面、键槽部位设置缓冲层，这样有助于削弱嵌固作用，释放约束应力。
3. 案例分析
3.1工程概况
某工程建筑面积 10000 m2，高度为83 m，框架剪力墙结构。主体结构混凝土设计强度等级为C30，使用商品混凝土。由于结构强度高、体积大且施工难度较大，对混凝土表面的整体性、光洁度要求高，因而控制大体积混凝土裂缝具有一定难度。
3.2具体控制措施
在大体积混凝土正式施工前，施工人员经过理论分析与计算，编制了可行性研究报告，就如何有效控制裂缝进行详细分析，具体控制措施如下所示：由于该工程施工时期为冬季，大体积混凝土水化热形成的温度较高，因而整体内外温差大，因此控制温度是主要的着手点。首先，合理设计配合比，本工程使用的混凝土强度等级要求为 C30，掺入缓凝减水剂、膨胀剂及粉煤灰。其次，在原材料选择方面，选用水化热较低的矿渣水泥，用量控制在310 kg /m3以内；选用粒径较大的骨料及粗砂，这样能够有效减少水泥用量及用水量，不但能够降低混凝土的水化热温度，还能够减少施工费用，减少混凝土整体收缩变形现象的发生。第三，掺加适量减水剂、缓凝剂及多功能复合剂，这样能够减少大体积混凝土中水泥及水的用量，延长水泥的硬化时间，延缓水泥水化放热速度，减少温度裂缝的产生。第四，控制入模温度。施工人员在搅拌混凝土时，加入适量冰屑水、深井水等低温水或掺加降温添加剂，以此降低混凝土的入模温度。除此之外，还可以在混凝土构件内部埋下预埋管，浇筑完毕后灌入冷水降温。最后，在大体积混凝土初凝时期，及时做好养护工作，具体如下：尽量选用木模板，尽量延长拆模时间，从而降低低温对混凝土表面造成的影响；模板拆除后立即将草帘、（下转第55页）
论文作者:张景楠
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第8期
论文发表时间:2016/8/23
标签：混凝土论文; 体积论文; 裂缝论文; 温度论文; 应力论文; 水化论文; 水泥论文; 《低碳地产》2015年第8期论文;