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【摘 要】随着当今社会的发展，人们对于建筑的功能、结构、外观等有了更高的要求。为了满足人们的需求，在一些功能特殊、结构复杂的建筑物中使用了大体积的混凝土结构。本文分析了大体积混凝土的特点以及造成裂缝的原因，并提出了几项关于在施工过程质量控制的建议。
【关键词】大体积混凝土；施工；特点；温度控制
1 体积混凝土的定义
随着当今社会的发展，人们对于建筑的功能、结构、外观等有了更高的要求。为了满足人们的需求，在一些功能特殊、结构复杂的建筑物中使用了大体积的混凝土结构。而对于大体积混凝土的定义，国内外并不统一。
在我国，《大体积混凝土施工规范》中规定：结构实体几何尺寸在1米以上的混凝土，或混凝土中胶凝材料水化会引起温度变化和混凝土收缩产生有害裂缝的混凝土，都称之为大体积混凝土。
美国混凝土协会则认为：大体积混凝土是必须采取一定措施以防止其因水化热和水化热带来体积变化而产生裂缝的一类混凝土。
日本行业内标准规定：结构断面超过80厘米，结构内外因水化热温差在25℃以上的混凝土称之为大体积混凝土[1]。
综合而言，尽管国内外对于大体积混凝土的定义并不完全统一，但是我们可以从中总结出一些大体积混凝土特征：结构几何实体较大，会因水泥水化热产生温度变形，要采取措施尽量避免产生裂缝的混凝土。
2 大体积混凝土的特点
2.1 结构实体大，导致工程量大
在土建工程中，大体积混凝土因为其本身的结构实体相对较大，造成施工工程相对大。
2.2 水泥水化热导致裂缝
由于大体积混凝土在浇筑后会因为水泥水化热产生大幅度增温，导致混凝土产生体积膨胀，后期温度下降，热胀冷缩原理导致混凝土体积收缩。通常情况下，由于混凝土前后膨胀收缩程度过大，会产生严重的贯穿性裂缝，会大大降低大体积混凝土的稳定性和使用寿命。
2.3 对施工的质量控制要求高
大体积混凝土多用于建筑物的重要位置，例如用于大坝主体，夯实地基等。大体积混凝土的质量对于主体建筑的安全具有决定性的作用。因此大体积混凝土既要达到强度、硬度、稳定性等要求，还要具有整体性、抗渗性等特别功能属性。裂缝是大体积混凝土的最容易出现的问题。通常来讲，控制裂缝就是大体积混凝土质量控制中的关键。
3 大体积混凝土裂缝分类
按照裂缝的成因我们可以把混凝土裂缝分为以下两种结构性裂缝和变形裂缝。结构性裂缝是由于混凝土在拉应力超过本身极限承受能力的时候造成的裂缝，也可以成为荷载裂缝。变形裂缝是指由与大体积混凝土体积、结构的变化导致的裂缝，例如水泥水化热导致体积热胀冷缩，造成裂缝[2]。
按照裂缝的深度我们可以将大体积混凝土分为深度最深的贯穿性裂缝、较深的深层裂缝、只出现于混凝土表面的表面裂缝。
4 大体积混凝土产生裂缝的原因
4.1 混凝土收缩变形带来的影响
混凝土的收缩变形可以分为化学收缩和干收缩两种。化学收缩是混凝土硬化过程中发生被称为水化的一些列化学反应，导致体积要比没有反应前变现小，因此称为化学收缩。干收缩是一种物理现象，是由于混凝土内的水分在蒸发后，引起混凝土失水收缩。无论是哪一种收缩变形，一旦缠身的表面应力超过混凝土本身所能够承受的极限，就会产生裂缝[3]。
4.2 温度的变化带来的影响
大体积混凝土的温度变化主要是由于水泥的水化热。大体积混凝土应为其结构实体较大，因此混凝土用量和施工工程量较大，在混凝土浇筑时会产生大量的水化热，而因为混凝土的热传导性较差结构内部水化热无法挥发，温度会持续升高，最高可达80℃。而大体积混凝土表面因为散热条件好，热量散发较快，这就导致内外温度差距较大，由于热胀冷缩原理，内部膨胀而外部收缩，一旦应力超过混凝土能承受的极限就会产生裂痕。
4.3 环境因素带来的影响
环境的因素包括外界的约束，例如外界温度升降使混凝土膨胀或收缩。例如在某些地区的特别季节，昼夜温差较大，如果白天施工进行大体积混凝土工程，到了晚上外界温度急剧下降，而混凝土内部温度较高，造成了内外温度差，产生拉应力，超过混凝土承受极限时就会产生裂痕。还有例如地基的不均匀沉降，会导致混凝土产生拉应力，超过拉伸极限时，产生裂缝，这种裂缝一旦出现，后果就会比较严重。
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5 施工过程中的技术要点
5.1 混凝土的搅拌
混凝土的搅拌工作应该按照以下步骤进行：首先，按照工程结构的需求，严格控制混凝土中水泥、骨料、掺和料、添加剂等材料的配比，并按照严格的投放顺序进行投放；其次，搅拌过程中要确保外加剂的比例，误差不超过5%。气候也是混凝土搅拌过程中影响质量的重要因素，例如在下雨天进行搅拌时，考虑到雨水会导致混凝土含水量增加的现象，一定要增加水分检测次数。此外，在混凝土搅拌过程中，还要保证足够的搅拌时间，确保各种材料搅拌均匀、充分融合。
5.2 混凝土的运输
大体积混凝土的运输工作量较大，需要做好运输过程中的每一步，才能确保混凝土运输的顺利进行。
首先，在运输准备阶段，要做好运输工具的准备和检查。通常而言，混凝土的输送是通过输送泵进行的，所以在检查时要确保输送泵能够正常工作。其次，运输开始前一定要做好管道的清理工作，避免堵塞问题的发生。最后，在运输过程中，要配备专业人员和足够的预备配件，一旦运输泵出现问题，及时抢修，确保工作顺利进行[4]。
6 大体积混凝土施工材料质量控制
6.1 水泥
大体积混凝土产生的水化热是温度裂缝产生的主要原因。因此在施工时应尽量选择低标号低水化热水泥。另外，实验证明大体积混凝土中使用的水泥含量越大，造成的水化热也就越多，所以在满足工程要求的情况下，尽量减少水泥在混凝土中的比例。
6.2 选择合适的掺和用料
在大体积混凝土中混入一定比例的粉煤灰可以改善混凝土的粘塑性，强化可泵性，降低水化热。大体积混凝土在前期高温影响下，强度较高，而后期因为水化作用降低，强度逐渐减少。而掺假粉煤灰可以加强混凝土的后期强度，但是在前期会降低混凝土强度，因此在选择粉煤灰作为掺和用料时，应把配比控制在10%以内。
6.3 骨料
选择合适的水泥、骨料配比可以增强混凝土的强度，减少水化热。在施工条件允许的情况下，骨料的选择可以按照下表所示。
骨料级别分类表
骨料级别粒径 混凝土含泥量
粗骨料 5mm--20mm <1%
细骨料 0.15mm--5mm <2%
6.4 合理掺用外加剂
选择合理的掺用外加剂，可以确保大体积混凝土的稳定性、减少裂缝的产生。混凝土外加剂种类繁多。其中最常用的外加剂是减水剂，通过减水和增速的作用，维持混凝土强度，减少水泥和水的用量，从而减少水化热。膨胀剂的工作机理是是通过产生大量的气泡，补充混凝土硬化造成的各种收缩，减少内外拉应力差。
7 大体积混凝土的温度控制
7.1 施工过程中的温度控制
首先，控制浇筑入模的温度。在高温环境下浇筑入模的温度控制是常见问题之一，我们可以通过遮阳、降低水温、加入冷却剂等方法控制浇筑入模的温度。其次，控制浇筑过程中的温度。浇筑过程中会产生大量的水化热，直接影响混凝土内部温度，是造成混凝土出现收缩裂痕的主因。施工过程中尽量避免在高温环境下进行浇筑工作，同时采取遮阳、包裹等手段对运输管道进行降温处理。最后，通过加入适量的骨料降低热量，节约水泥[5]。
7.2 监测控制混凝土温度
在大体积混凝土制备和施工过程中，受外界因素以及自身因素的影响，温度时刻都在变化，而温度的变化是造成混凝土收缩裂缝的主要原因之一。因此，进行准确及时的温度监测对于混凝土施工至关重要。监测混凝土温度应在混凝土结构内部及表面10公分下设置测温点，同时进行温度监测。测温活动应由专业人员负责，一旦发现问题及时处理，避免造成更大的损失。
结语
随着大体积混凝土在高层建筑物、大型工业生产以及水利工程等大型工程中的应用越来越多，我们对其进行的相关性研究也越来越多。加强对施工技术的质量控制，对于确保大体积混凝土施工工程和主体工程顺利进行具有重要意义。
参考文献：
[1] 朱忠厚，宋殿义，韦国，朱卫中.大体积混凝土冬施若干技术问题研讨[J].低温建筑技术.2002（03）.
[2] 张婷，刘毅.预应力空心板梁冬季施工裂缝的分析[J].西北建筑工程学院学报（自然科学版）.2002（02）.
[3] 陈国荣，李皇胜，李红健.大体积混凝土温度场高速求解方法的改进[J].河海大学学报（自然科学版）.2009（04）.
[4] 麻建锁，刘艳萍.80，000t立筒库基础大体积混凝土质量控制[J].河北建筑工程学院学报.2000（03）.
[5] 王笑冰，郑大为，徐志伟.大体积混凝土浇筑温度裂缝的控制[J].辽宁省交通高等专科学校学报.2005（03）.
论文作者:韩红萍
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第12期
论文发表时间:2016/8/15
标签：混凝土论文; 体积论文; 裂缝论文; 水化论文; 温度论文; 骨料论文; 结构论文; 《低碳地产》2015年第12期论文;