摘要：在水运工程建设行业中，混凝土是基础性建筑材料，也是对整个工程的质量息息相关的建筑材料，本文希望通过探讨和分析，使得混凝土的大面积应用和技术得到广泛的应用和推广，为建筑行业服务、为提供高质量的水运工程建设，提高人们出行的便利和交通业的发展做出贡献，为城市的规划和发展服务，创造更好的城市环境。
关键词：水运工程；大体积混凝土；结构裂缝；控制技术
引言
大体积混凝土结构裂缝问题是未来相当长一段时间内大体积混凝土工程的重点研究重点。温度应力是诱发大体积混凝土裂缝产生的主要原因，因此目前包括未来相当长的一段时间内都是通过控制温度应力来缓解混凝土裂缝的产生。本文主要通过对大体积混凝土原材的选取、现场施工控制及后期养护采取相应措施控制大体积混凝土裂缝的产生进行了简要说明。
1大体积混凝土概述
大体积混凝土是指我国《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）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大体积混凝土裂缝及裂缝产生原因
2.1大体积混凝土裂缝分类
大体积混凝土的裂缝类型中，对于裂缝类型的划分依据不同，具体的裂缝类型也不同。根据工程施工建设中大体积混凝土裂缝的深度情况，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。
2.2大体积混凝土裂缝产生原因分析
2.2.1干缩裂缝
干缩裂缝是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。
2.2.2塑性收缩裂缝
塑性收缩是混凝土在浇筑结束后尚在塑性状态发生的收缩，收缩裂缝形成过程与混凝土的泌水有关。混凝土在凝结过程中水分向外蒸发时会引起局部应力，因此当蒸发速率大于泌水速率时会发生局部塑性收缩开裂。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细，且长短不一，互不连贯状态。
2.2.3温度裂缝
大体积混凝土在凝结硬化过程中，产生大量水化热。水化热积蓄在混凝土内部不易散失，致使混凝土内部温度急剧升高，而表面散热较快，导致混凝土内外形成温差。由温度变化引起的热胀冷缩作用下，相对而言，混凝土内部产生压应力，外部产生拉应力。当温差超过一定程度后，变拉裂外部混凝土，即在混凝土表面形成裂缝。
3大体积混凝土裂缝控制措施
3.1混凝土原材料方面
第一，水泥：在拌制大体积混凝土时，要选用水化热低高标号水泥，比如，矿渣水泥。二是粗骨料：为提高混凝土的抗压强度和和易性，需选择含泥量小于1%、粒径为5到25毫米的碎石。三是细骨料：最好选择中砂，含泥量在5%以下，粒径在0.5毫米以上。四是掺合料：可选择粉煤灰，因为粉煤灰既可以满足混凝土的强度，又确保了混凝土的和易性，并且降低混凝土的水化热，使混凝土的性能和可靠性都得到大大的改善。但是，在添加掺合料时，需要注意添加的掺合料量最好保持在10%以内，并且采用外掺法，这样就不会影响到混凝土早期的极限抗拉值。五是外加剂：为了提高混凝土的工作性能，还可以在混凝土中加入一定的外加剂，比如缓凝剂、减水剂等，但掺入比应控制在0.25%左右。大体积混凝土在配制的过程中，还应该减少水泥用量和用水量，这样水泥的水化热就会减少，混凝土的温度就不会升得太快。
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3.2现场施工方面
虽然大体积混凝土裂缝出现是由多种因素共同造成的，但主要产生原因是温度应力超过混凝土最大抗拉强度造成的。为了降低混凝土的内外温度差，除了选择合理的原材料及配比外，还可以从混凝土浇筑方案及后期养护入手，采用合理的施工方案和养护措施，是防止大体积混凝土裂缝产生的有效措施。大体积混凝土浇筑方案需根据结构大小、混凝土供应情况选取，一般有全面分层、分段分层、斜面分层三种方案。
3.2.1混凝土测温
为了掌握大体积混凝土的温升和降温的变化规律，需要对混凝土进行温度监测控制。可选用专用的建筑电子测温仪，配合测温导线、测温探头使用，可同时监控多个测温点，时时掌握大体积混凝土内部温度变化情况，便于调整现场的保温或降温措施。测温点的布置必须具有代表性和可比性，单个测温点的布置需严格按照相关规范布设，相邻两个测量点间距宜控制在2.5-5m范围内。
3.2.2冷却水管布置
大体积混凝土内部降温措施一般采用布设冷却水管的方案，水管采用薄壁铁管，管径为φ50mm，水管接头宜采用法兰盘丝扣连接。混凝土施工前，水管系统需经过通水试压，仔细检查每个接头，确保管路不漏水。在混凝土浇筑和钢筋绑扎过程中不得损坏管路，确保供水的连续性。冷却水管管路采用回旋形布置，水平管间距约1-2米，距离四周边缘0.5米左右，根据构件的高度来确定布置冷却水管的层数，层间距一般为1米左右，根据构件结构形式，层数可适当加密，每层水管相互错开，呈梅花型布置。冷却管进出水口伸出混凝土面30-50cm，下层冷却管在被混凝土覆盖后12h开始通水进行冷却，上层冷却水管在混凝土浇筑完成后开始通水冷却，冷却水为单循环水。根据测温仪测得温度及时调整水流速度，通水持续时间和流速由混凝土内外温差决定，当内外温差小于20℃时，停止通水。冷却管在使用后用大于等于混凝土要求的强度且不小于C35的膨胀水泥浆充灌密实，并做好防水措施和端头封堵处理。
3.2.3混凝土后期养护
混凝土浇筑后，前期处于升温阶段，弹性模量、温度应力较小，而抗拉强度增长较快，在保证混凝土表面湿润的基础上应尽量少覆盖，让其充分散热，以降低混凝土的温度。养护后期混凝土处于降温阶段，弹性模量增加较快，温度应力较大，应加强保温，控制降温速率，使混凝土的降温速率不大于2.00C/d。在混凝土终凝后，须对混凝土表面进行洒水养护。塑料薄膜、草帘、岩棉板电热毯等可作为保温材料覆盖混凝土。大体积混凝土采用内降外保的方法，在混凝土中埋设循环冷却水管，降低混凝土内部温度；结合外界环境温度情况，选择相应措施改变混凝土四周的环境温度，降低混凝土的降温速度又能改善混凝土内部和表面的温差。在夏季一般选用蓄水养护方式，降低大体积混凝土四周环境温度；冬季选用搭设暖棚、洒水覆盖薄膜、甚至覆盖电热毯等措施提高混凝土四周的环境温度。
3.3不均匀沉降的控制
裂缝的位置和方向与不均匀沉降的状况也关。可以通过以下两种途径解决这一问题：一是调整构件形式及配筋方式，力争增强混凝土构件对不均匀沉降的适应能力；二是设法减少不均匀沉降或总沉降量。具体措施有，设计时将建筑物的体型设计尽量简单；合理设置沉降缝；控制建筑物的高长比以及合理布设墙体；相邻建筑物保持一定的净距。
结束语
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。
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[3]王桂玉.大体积混凝土温度应力问题研究分析[D].郑州大学，2015.
论文作者:赵大永
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/24
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 温度论文; 应力论文; 测温论文; 水管论文; 《基层建设》2017年第31期论文;