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摘要：现阶段,经济列车的高速行驶带动各行各业的迅猛发展。建筑行业也深受时代冲击的影响,而混凝土作为建筑行业最重要的元素之一，其结构的数量和体积也不断增加和扩大,质量要求也在不断提高,其发展成为社会关注的焦点之一。建筑工程大体积混凝土质量控制的关键要素就是对裂缝的预防,但裂缝的出现受多方面影响。所以,本文就大体积混凝土裂缝出现的原因及预防措施进行探究,以提高工程实体水平,促进建筑行业的发展。
关键词：大体积混凝土；裂缝；预防
引言
现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝、大跨度梁体等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部升温比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。
1、大体积混凝土的定义
我国《大体积混凝土施工规范》GB50496-2012里规定: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有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。
2、裂缝成因
大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的;而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性;表面裂缝一般危害性较小。 对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝土内部因素:由于内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素:结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但相对来说，混凝土抗拉强度却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。
产生裂缝的主要原因有以下几方面:
2.1、水泥水化热
水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3~5天。
2.2、外界气温变化
大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。
温度应力是由于温差引起温度变形造成的;温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60~65℃，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。
2.3、混凝土的收缩
混凝土中约20℅的水分是水泥硬化所必须的，而约80℅的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。
影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺(特别是养护条件)等。
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3、预防措施
3.1大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点:
3.1.1、粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。
3.1.2、外加剂宜采用缓凝剂、减水剂;掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等。
3.1.3、大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。
3.1.4、水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。
3.2温度控制
大体积砼养护时的温度控制一般有两种方法:一种是降温法，即在砼浇筑成型后，通过循环冷却水降温，从结构物的内部进行温度控制;另一种是保温法，即砼浇筑成型后，通过保温材料、碘钨灯或定时喷浇热水、蓄存热水等办法，提高砼表面及四周散热面的温度，从结构物的外部进行温度控制。保温法基本原理是利用砼的初始温度加上水泥水化热的温升，在缓慢的散热过程中(通过人为控制)，使砼获得必要的强度。
3.3养护作用
大体积砼养护主要是保持适宜的温度和湿度条件。
3.3.1保温养护作用:
a、减少砼表面的热扩散，减小砼表面的温度梯度，防止产生表面裂缝。
b、延长散热时间，充分发挥砼的潜力和材料的松弛特性。使砼的平均总温差所产生的拉应力小于砼抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。
3.3.2保湿养护的作用:
a、刚浇筑不久的砼，尚处于凝固硬化阶段，水化的速度较快，适宜的潮湿条件可防止砼表面脱水而产生干缩裂缝。
b、砼在潮湿条件下，可使水泥的水化作用顺利进行，提高砼的极限拉伸强度。
3.3.3砼测温点的布置、测温时间频率、测温工具的选用
为了掌握大体积砼的温升和降温的变化规律，以及各种材料在各种条件下的温度影响，需要对砼进行温度监测控制。
(1)测温点的布置--必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面。当使用热电偶温度计时，其插入深度可按实际需要和具体情况而定，一般应不小于热电偶外径的6~10倍，测温点的布置，距边角和表面应大于50㎜。采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据。不应采取通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。
(2)测温制度--在砼温度上升阶段每2~4h测一次，温度下降阶段每8h测一次，同时应测大气温度。
所有测温孔均应编号，进行砼内部不同深度和表面温度的测量。
测温工作应由经过培训、责任心强的专人进行。测温记录，应交技术负责人阅签，并作为对砼施工和质量的控制依据。
(3)测温工具的选用--为了及时控制砼内外两个温差，以及校验计算值与实测值的差别，随时掌握砼温度动态，宜采用热电偶或半导体液晶显示温度计。采用热偶测温时，还应配合普通温度计，以便进行校验。在测温过程中，当发现温度差超过25℃时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止砼产生温差应力和裂缝。
结语
综上所述,大体积混凝土裂缝的预防对于建筑质量控制具有十分重要的促进作用。工程参建单位必须充分意识到其对工程质量控制的重要性,不断优化施工过程和检测水平,为建筑工程质量控制提供充分的依据。
参考文献：
[1]《大体积混凝土施工规范》GB 50496-2012
[2]《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB 10424-2010,2010（12）:23~53.
论文作者:展磊
论文发表刊物:《防护工程》2018年16期
论文发表时间:2018/9/26
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 测温论文; 体积论文; 温度论文; 水化论文; 温差论文; 《防护工程》2018年16期论文;