摘要：混凝土水化过程中带来的温度不均、混凝土凝固过程中的收缩、环境温度大的改变时出现的温度应力及施工问题均是裂缝的成因；尽量的采用低水化热的凝胶材料，也可以通过使用中砂作为细骨料，并添加适量的外加剂，有效的降低水化放热以及控制混凝土的膨胀与收缩程度；控制好拌和物的温湿度或采取措施控制内部温度的升高；设计好浇筑方案，保证施工的连贯性。
关键词：建筑工程；大体积混凝土；裂缝；产生原因
引言
近年来，随着国家国民经济建设的发展，工程建设领域投资、建设规模越来越趋于大体积化、复杂与科技化。越来越多的建筑工程中有大体积混凝土出现，尤其化工项目中，如大型化肥厂的尿素造粒塔、大型化工厂乙二醇工程、大型焦化工程等。混凝土本身是建筑工程的主要施工材料，而大体积混凝土结构更是近几年来建筑工程领域的主要施工材料，它施工质量的好与坏直接关系到在建工程施工质量的优劣，因此，在大体积混凝土的整个施工环节中，从设计人员到施工人员都要对大体积混凝土材料本身的材料性能有根本的认识，从严要求。控制整个大体积混凝土施工全过程的质量，采取各种施工措施，确保施工单位施工的质量。业内人士都知道，大体积混凝土是很容易产生裂缝与裂纹的，如果在施工期间发生裂缝问题，则对工程的危害程度是很大的。当然，引起裂缝的原因有方方面面。无疑，施工过程是发生裂缝最危险、风险发生率最大的环节。因此，严格管理、控制施工过程的各个方面是控制裂缝发生的最佳阶段。
1 大体积混凝土定义
美国混凝土学会定义：任何就地浇筑的大体积混凝土其尺寸之大，必须采取措施解决水化热及随着引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂。日本建筑学会的定义：结构断面最小尺寸在80cm 以上，水化热引起混凝土内部最高温度与外界温度只差，预计超过25℃的混凝土。我国的《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）中提到大体积混凝土的定义为混凝土结构物实体最小几何尺寸超过1m 的大体量混凝土，或预计因混凝土中胶凝材料水花引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土为大体积混凝土。
2 大体积混凝土裂缝分类及产生原因（温度裂缝、收缩裂缝、约束裂缝）
2.1 收缩裂缝
混凝土在散热和硬化过程中自身会产生体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生 相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。收缩裂缝分为混凝土自身收缩裂缝和塑性收缩裂缝。
自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造 成凝胶孔的液面下降形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，导致混凝土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩。
塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。在水泥活性大、混凝土温度较高或者水灰比较低的条件下，混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及 时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加快，于是 裂缝迅速扩展。所以在这种情况下混凝土浇筑后需要及早覆盖养生。
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2.2 温度裂缝
大体积混凝土温度裂缝主要是由于混凝土内部温度过与混凝土表面温度相差超过25℃形成温差，造成内部混凝土膨胀形成温度裂缝，此裂缝是结构性的破坏裂缝，导致混凝土块体破坏。温差的产生主要有三种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3 天（升温阶段）。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。第三种情况是混凝土内部温差。这三种温差都会产生裂缝。
2.3 约束裂缝
混凝土约束裂缝大部分发生在现浇混凝土与约束边界结合面的厚度1.0m 以上及长度6m 以上的部位，如混凝土墙身与先浇混凝土基础的结合部位。
先浇筑的混凝土经过水泥水化热反应逐步完成初凝和终凝，趋于稳定，同时对后浇筑的混凝土在结合过程中产生的约束力也相应增大。而后浇筑的混凝土在水泥水化反应过程汇总，初期会产生大量的热亮，产生温度应力和热应变。当水泥水化热基本释放后，混凝土逐渐降温、收缩变形，此时先浇混凝土对其产生约束作用，阻碍其自由变形，当产生的约束应力大于后浇筑混凝土的抗拉强度时，在新混凝土上将产生贯穿性裂缝约束裂缝
3 建筑工程大体积混凝土裂缝控制技术
3.1 优选混凝土各种原材料
大体积混凝土裂缝发生主要是源于水泥水化过程中释放大量的热量，因此在施工时尽可能的选择水化热低、收缩小、具有微膨胀的水泥，因为这种水泥在水化膨胀期（1～5d）可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。
粗骨料尽量选择粒径较大、质量优良及级配较好的石子，以此来减少混凝土收缩和泌水现象。选择细骨料时，以中砂为主，确保粒径的均匀性。对于外加料和外加剂的掺加，可以通过掺加适量的粉煤灰和减水剂，来降低减少水泥用量降低水化热，混凝土内部温度。
3.2 在进行大体积混凝土设计中需要采取的措施
在进行大体积混凝土设计中需要采取的措施。一是在设计时，要尽量保证混凝土强度符合要求，使用水泥量要合适，因为水泥的过量使用可能会导致水泥产生较高的水热化，从而形成裂缝。二是在设计中需要改善约束力，如果是地基比较松软的情况，约束力比较小，产生裂缝的几率比较小，但是如果地基是在基岩上，约束力就比较大，所以为了减小约束力，需要在设计中在基础下设置滑动垫层。三是针对混凝土的某些部位，对承载力进行相应保障。四是对大体积混凝土建筑的地方的温度、收缩情况及应力进行的计算，确定温度上升的峰值和相关的控制指标。
3.3 调整好温度
混凝土养护时的温度控制是大体积混凝土实现质量的条件。混凝土对温度具备一定的敏感性，要通过综合性控制，多方面、全方位管理，不断降低混凝土内水化热温度和混凝土初始温度，避免出现施工后期裂缝风险。把握好温度是关键，要根据工程施工的整体特点，在温度控制上实现控制收缩的目的。拆模时间的把握与混凝土表面温度有直接关联，需要在15℃左右的时候，做好混凝土现场试块拆除。
3.4 防止水泥的过热化
在实际的大体积混凝土工程中，需尽量防止水泥热化现象发生。从设计考虑，可以适当增加一些构造设计，比如，增加钢筋混凝土连系梁、构造柱等措施，从而增加混凝土的整体抗裂性能。
结语
混凝土裂缝是建筑施工过程中普遍存在的质量问题，因此，在施工中切实抓好混凝土的配合比设计，严格把好材料质量关，整个施工阶段各方人员要紧密配合，认真做好事前控制、事中控制和事后控制，根据影响质量因素采取控制措施，做好班前教育提高施工人员和管理人员的质量控制意识。随着人们不断的探索，新材料新工艺的不断产生，施工技术的不断提高，混凝土裂缝问题将逐渐得到圆满解决。
参考文献
[1]张鹏.建筑工程中大体积混凝土浇筑施工技术研究[J].消防界（电子版），2016（03）.
[2]陈贵升．高层建筑大体积混凝土结构裂缝成因分析与控制措施［J］．福建建材，2015，34（9）：31－32．
[3]赵慧勇.浅析房屋建筑工程中大体积混凝土裂缝控制技术[J].门窗，2015（08）.
论文作者:吴绍钧
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/5
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 水化论文; 温度论文; 应力论文; 水泥论文; 《建筑学研究前沿》2018年第19期论文;