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；裂缝产生原因；控制措施
1裂缝种类
1.1表面型裂缝
大体积混凝土浇筑施工完毕后期，通常会因内部不断积聚水化热，混凝土的内部温度呈逐渐升高变化趋势，混凝土体积逐渐膨胀增加，倘若并未对现浇混凝土表面处做保温层养护处理，伴随着混凝土表面散热后其表面温度逐渐降低，混凝土表面便形成降温收缩情况。如此，混凝土表面处于收缩状态，内部为膨胀状态，混凝土表面会形成拉应力，内部形成压应力。因混凝土自身抗拉强度低于抗压的强度，当在混凝土表面温度的拉应力大于最大的抗拉强度，混凝土表面便会产生裂缝状况，这种裂缝就属于表面型裂缝。
1.2深层型裂缝
约束、变形，是应力形成的基础条件。表面型裂缝在逐渐脱离约束范围后，会逐渐向着纵深处延伸，形成深层型裂缝。深层型裂缝，切断结构的断面，其深度通常为3～5m 左右，一般为沿着约束面逐渐向上延伸状态。深层型裂缝，其内部呈连续状态，具有一定危险因素，对于大体积混凝土整体施工质量会产生较大影响。
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。
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3控制大体积混凝土裂缝的有效策略
1）合理选材，优化配比。劣质的混凝土会对建筑工程施工产生许多不良影响。很多建筑单位出于节省成本、获得最大利益的考虑，在实际工程进行中用劣质的或者质量不达标的混凝土代替高性能的混凝土，从而导致了大体积混凝土中出现了严重的裂缝问题，不仅影响了工程的质量和进展，更降低了工程的安全性能。因此，在控制大体积混凝土施工的裂缝问题时，需要施工单位使用符合国家质量标准和相关要求的高品质材料。除了要选用质量较好的混凝土材料，还要通过优化材料的配比和添加外加剂来提高大体积混凝土的质量。大体积的混凝土会因为混凝土表面的温度变化而发生一定的裂缝，这就需要施工单位合理选择水泥的品种，可以选用水化热较低的硅酸盐水泥、低热矿渣水泥和粉煤灰水泥，并尽可能减少水泥的使用量，从而有效控制混凝土内部温度，与此同时在骨料选择的环节中，应该以设计为基础进行合理选择，使用高配级、优质、大粒径的施工材料，从而降低混凝土的干缩性，避免出现水化热问题，达到控制裂缝的良好效果。此外，在使用混凝土时也可以增加一定量的高效减水剂和超细活性材料，如此可以在提高大体积混凝土密实度的基础上，从而保证整个混凝土工程的质量与效率。2）科学浇筑，提高抗渗能力。混凝土自身就具有收缩能力，无论使用何种方法都无法消除混凝土的收缩性能，但可以通过科学的浇筑减少这种收缩性能对大体积混凝土的不良影响。施工单位可以在施工之前，首先对所选用的混凝土进行合理的配合比试验，在浇筑之后，混凝土本身所具有的收缩性能和变形性能都可以大大降低，从而可以显著提高大体积混凝土的抗裂性能。3）合理设置大体积混凝土的测温点。对大体积的混凝土裂缝施工控制工程来说，需要按照相关的施工规范选择最具代表性的竖向剖面来设置测温点，以便于及时对比和分析竖向剖面上各个测温点的温度变化情况。竖向测温剖面的周边及以内部应设置的测温点，周边测温点是指周边表面以内 40～100 mm 位置处的测温点，竖向剖面上的周边及以内部位测温点上下、左右对齐是为了方便相邻两处测温点温度的比较，测温点间距不应小于 0．4 m，是为了合理反映两点之间的温差。竖向测温的剖面既可以是整个剖面，也可以是根据对称性而选择出来的半个剖面，绝大多数的建筑工程都会存在着对称关系，选择半个剖面就可以反映整个剖面上测温点的温度记录情况，从而为施工单位进行混凝土的温度监测和控制提供便利。4）加强后浇带的混凝土施工质量。施工单位要在大体积混凝土的施工工程中合 理设置后浇带，从 而减少地基的不均匀沉降和各种可能出现的安全问题。施工单位要清理后浇带处两侧的混凝土断面，并用高压水进行冲洗并保证没有积水，整理后浇带的钢筋，把弯曲变形的钢筋调直修正，并把后浇带处的钢筋重新绑扎，做好隐蔽验收工作。此外，要合理控制混凝土后浇带的强度，注意膨胀剂的使用和混凝土的配比，对外加剂进行检查，防止劣质过期的外加剂影响后浇带混凝土的质量。5）做好混凝土的养护工作。在大体积混凝土完成浇筑工作之后，要对其进行持续性的养护处理。施工单位可以对混凝土表面覆盖塑料膜及棉被等进行保温、保湿处理，防止混凝土的表面出现脱水现象。
4结语
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。
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论文作者:曲艳召
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/23
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 测温论文; 水化论文; 温度论文; 表面论文; 《基层建设》2019年第5期论文;