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摘要：混凝土裂缝的形成，在很大程度上是因为承受的压力过大，由于混凝土本身的抗拉强度远远小于抗压强度，在力的作用下非常容易出现裂缝，所以要从提升抗拉强度的角度出发。大体积混凝土的抗拉强度是由混凝土的强度和组成材料决定的，必须选择优质的原材料，才能保证大体积混凝土的质量。
关键词：大体积；混凝土；裂缝控制
随着中国的经济发展，越来越多的大体积混凝土工程被应用，常见的比如地铁、码头、水利工程等等。混凝土的种类也因混合料的不同而各有差异，比如钢筋混凝土、水泥混凝土等，这些混凝土都有一个特性，就是在后续的使用过程中极容易产生裂缝，对人们的生活、出行和社会的发展等等造成严重的影响。而裂缝的产生主要是混凝土的材料、施工技术、承载力、后期维护等影响。因此做好混凝土的裂缝控制和施工技术至为关键。
1大体积混凝土的概念
关于大体积混凝土的概念，根据我国《大体积混凝土施工规范》对大体积混凝土的定义是:混凝土结构实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土或者因混凝土中胶凝材料水化反应引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，所以大体积混凝土不是以混凝土连续浇筑的量，而是混凝土结构实体最小几何尺寸或可能温度变化和收缩而导致混凝土有害裂缝确定的，大体积混凝土被广泛应用于大型的工程中，但是其开裂问题是一个普遍的技术性难题。
2大体积混凝土面临的主要技术难题
1)施工难度大。大体积混凝土使用的混凝土方量大，结构物或是构件体积庞大，这就决定了其施工难度大，同时对混凝土的整体质量提出了更高的要求;2)对裂缝的控制要求高。大体积混凝土被广泛应用在坝体、防爆厂房以及桥梁基础等结构中，除了对强度提出了较高要求之外，还对其体积稳定性、抗渗性、抗裂性等性能提出了更高的要求，这就使得裂缝的控制问题成为大体积混凝土质量控制的关键;3)体积大，变形量大，形变难以控制。由于大体积混凝土具有尺寸大、水化热散发困难的特点，在浇筑完成后容易出现巨大的内外温差，同时在冷却的过程中容易产生巨大的收缩，使得混凝土中容易出现严重的贯穿性裂缝，严重影响了大体积混凝土的整体稳定性和质量。
3大体积混凝土裂缝产生原因
3.1水泥水热化
水泥混凝土是比较常见的混凝土，水泥混凝土在使用一定时间后，产生水泥的水热化反应导致建筑的表面裂缝产生。其主要的原理是：水泥混凝土在浇筑的过程中，内部的结构比较紧密严实，同时水泥混凝土的导热性能比较差。在水化的过程中产生巨大的热量，无法直接导热散发，导致内部结构的温度大。而建筑表面是裸露在常温下的，里外产生巨大的温度差，从而引发结构的膨胀或者变形，直接影响整体结构和裂缝的产生，再加上承载力的施加，很容易产生安全事故。
3.2作用力
大体积混凝土与地基浇在一起，由于温度的变化混凝土会出现膨胀或者收缩，此时受到地基的作用会产生相应的压应力或拉应力，由于混凝土的抗压性能优于抗拉性能，所以在受压时一般不会出现裂缝，而在受拉时，当拉应力大于混凝土的抗拉强度时，就会在混凝土中出现垂直的裂缝。
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3.3气候、温度
由于混凝土的水热化反应，控制混凝土的温差和散热是至关重要。我们可以通过技术手段，比如安置冷却管道有效的控制，但是外部的温度以及气候影响是不能控制的。首先水热化产生的热能太高，而外部的气温又比较低的话，就会产生巨大的温差，从而引发变形或者膨胀，加快裂缝的产生。
3.4混凝土的原材料和搅拌
大体积混凝土的裂缝问题主要的还是受温度的影响，当然也有一部分是因为原材料的选择问题。没有按照国家的相应标准进行选择施工原材料，导致其承受压力的性能较小，受之温度影响，加剧裂缝产生。另外原材料的混合搅拌没有按照一定的比例，搅拌不够均匀等等，也会导致裂缝的产生。
4大体积混凝土的裂缝控制方法
4.1优化配合比设计
水在混凝土中的作用一是与水泥中的成分硅酸三钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙发生水化反应，生成新的水硬性材料水泥石，水泥必须与水发生水化反应才能产生强度。如果水多了，也就是水胶比偏高，会对水泥石的强度和耐久性产生负面影响，原因是随着水化反应的进行，拌合物中最初被水占据的空间逐步会被水化生成物填充，但如果用水量超过水泥用量的35%(重量比)(水灰比为0．35)时，水泥与水的水化生成物就不能将拌合水原来所占据的空间全部填充，随着水分的蒸发，混凝土硬化后会留下许多孔隙，孔隙越多，混凝土的强度越低;2)在保证混凝土强度的前提下，将水泥用量降到最低，这个最低点是指能保障混凝土强度的前提下的水泥最少用量。如果水泥用量低于这个点，混凝土强度无法保证;如果水泥用量偏高，过多的水泥与水发生水化反应产生的热量无法及时散出，混凝土内外温差偏大，又会造成混凝土产生温度裂缝，所以在保障强度的前提下的水泥最少用量是防止产生温度裂缝的一个较好的措施;3)在混凝土中掺加粉煤灰，粉煤灰能减缓水泥水化的速度，降低混凝土水化反应导致的混凝土温升，防止大体积混凝土因内外温差过大出现裂缝;粉煤灰会和混凝土中的水化物氢氧化钙发生化学反应，生成硅酸钙，有利于提高混凝土的后期强度;粉煤灰可以填充骨料的孔隙并包裹他们形成润滑层，有利于提高混凝土的工作性能;4)要合理的调整粗骨颗粒径和颗粒级配，提高混凝土的密实性，降低混凝土的材料孔隙率，增加大体积混凝土的抗裂能力;5)在混凝土配合比设计时考虑添加矿物纤维，也可以增强混凝土的抗拉强度，防止混凝土硬化后因失水和温度变化引起的裂缝。
4.2裂缝控制的基本办法
控制大体积混凝土裂缝的主要技术方法是合理设计混凝土的配合比，减少混凝土的收缩。其技术包括混凝土组成材料的选择、配合比的设计、浇筑的方法以及养护条件等。就目前来看，高性能剂得到了一定的发展，其中，聚羧酸类高效减水剂的发展，一方面可以使混凝土中水泥的用量大大降低，另一方面可以减少混凝土的收缩，这项技术已经决定了混凝土裂缝控制的发展方向，是解决裂缝控制的有效方法。
4.3裂缝控制温控信息化施工
测温是控制大体积混凝土裂缝的有效手段，是进行施工的关键，在最新版本为GB50204－2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》中，没有明确规定大体积混凝土测温点的布置，导致在实际施工中问题不断。通过对实践中大量的工程进行系统的总结，形成了相关的施工规范。大体积混凝土裂缝控制主要是控制相应点位的温差，测温方法可以测得相应点位的温度。
4.4提高施工管理水平
由于混凝土的强度分布是不均匀的，出现裂缝的地方往往是强度最为薄弱的地方。调查发现，离差系数越大，数量也就越多，所以，要高度重视施工的管理和混凝土的施工质量。
4.5加强混凝土的养护
混凝土浇筑后应该及时覆盖湿的土工布进行洒水养护，防止混凝土表面失水过多引起塑性裂缝，加强混凝土养护不仅可以防止因为失水开裂，而且可以提高混凝土的强度。
总之，随着中国经济建设的发展，建筑工程中大体积混凝土的应用越来越广泛。但是大体积混凝土施工中常伴随着裂缝问题，为此本文分析了大体积混凝土施工控制，总的来说裂缝产生的原因主要是受温度影响，做好混凝土的原材料配比和施工，设置冷却道，平衡内外温差，降低裂缝产生的几率。
参考文献：
[1]符禾根.高层建筑施工中大体积混凝土裂缝的防治措施[J].建材与装饰.2015(51)
[2]段峥,马朝雷,王莉莉.现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治[J].混凝土.2003(05)
论文作者:邓少明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/26
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 水泥论文; 水化论文; 强度论文; 温度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;