摘要：大体积混凝土在建筑工程施工中的应用越来越普遍，对建筑的发展起到了很大的作用，但控制施工裂缝是关键。为了防止建筑工程大体积混凝土施工出现裂缝，应该从控制温度变形、增强混凝土抗拉强度入手进行裂缝控制，本文结合实际案例，对建筑工程大体积混凝土施工裂缝控制措施进行了分析和探讨。
关键词：建筑工程；大体积；混凝土；施工；裂缝；控制
1 引言
在实际工程中，造成混凝土产生裂缝的原因来自方方面面，主要是混凝土自身的水化热过高，没有进行有效的养护，没有很好的控制拆模时间，在振捣过程达不到密实的效果，钢筋保护层不够或者过大等等。建筑施工中大体积混凝土裂缝问题是困扰建筑业的一大技术难题，随着水泥的大量使用，混凝土强度级别的逐渐增高和大型体积的混凝土的涌现，使得裂缝问题成为凸点。所以，要对混凝土裂缝的成因进行仔细分析，根据不同的生成原因，针对性的提出控制措施，并采用科学有效的方法进行处理，做到“居安思危，防患于未然”，因此在具体施工中我们要做到多观察多总结，采取综合的多种预防措施，最终达到减少混凝土工程病害，让施工质量能够达到规范标准。
2 大体积混凝土施工裂缝的成因
建筑工程大体积混凝土施工产生裂缝的原因较为复杂。其中，从浇筑到混凝土强度达标期间产生的裂缝主要由水泥水化热引起温度变化所致，即：在水泥水化放热过程中，混凝土强度随着时间的推进而增强，但水泥水化反应具有不均衡性，早期较快、后期缓慢；混凝土不断与四周环境进行热交换。据此，混凝土温度在龄期增长期间处在动态变化的状态下。在大体积混凝土浇筑后，水化反应放出的热量较大，引起温度升高。但混凝土的传导性差，且大体积混凝土的结构界面大，则结构内部水化散发明显比外部慢，继而导致内部温度比外部高。同时，大体积混凝土内部的膨胀速度比表面快，如此便会在中心区与表面形成相互作用力，其会约束中心区膨胀及表面收缩。在这一情况下，大体积混凝土不会在中心区出现裂缝，而当其表面拉应力比极限抗拉强度大时，便会在表面出现裂缝。大体积混凝土在升温阶段逐渐收缩，而若其内部与表面的温差超过一定限值时，便会在表面出现裂缝；而若混凝土在收缩过程的拉应力比抗拉强度大时，便会出现贯穿裂缝。建筑工程大体积混凝土的施工裂缝是由约束收缩引起的拉应力所致，即在拉应力比极限抗拉强度大时，便会出现裂缝。据此，可将大体积混凝土施工裂缝的影响因素分成冷缩、干缩及约束条件。其中，干缩变形由混凝土的自由水蒸发所致，且水泥强度等级、骨料种类及混凝土水灰比、振捣的密实性、养生方法等都会影响到混凝土的收缩变形；冷缩变形由混凝土温度的变化所致，而混凝土温度的变化又受到绝热、浇筑及散热温度的影响。
3 大体积混凝土施工裂缝的控制
3.1控制温度变形
3.1.1选用水化热低的水泥
鉴于水泥水化热与混凝土内的矿物成分及其掺量有关，则建议在大体积混凝土中使用中热硅酸盐水泥及低热矿渣水泥，以控制水化热的温升及混凝土体积变形，注意尽量不使用硅酸盐水泥或早强型水泥。
3.1.2减少水泥用量
水泥水化热是引起大体积混凝土结构产生温度变形的主因，而减少水泥用量是控制水泥水化热的关键，具体要点包括：一是在满足结构安全的前提下，降低混凝土的设计强度，从而减少水泥用量；二是适当延长混凝土的设计龄期，如90d、180d或365d，据此换算成28d龄期，便可降低混凝土的设计强度及减少水泥用量；三是选用最大粒径、级配优良的骨料，从而减少水泥用量；四是掺入粉煤灰来替代水泥，因为粉煤灰7d、28d产生的水化热仅为水泥的1/3和1/2，因此掺入粉煤灰可减少混凝土内水泥及水的用量，从而防止混凝土开裂；五是掺入减水剂，如缓凝型减水剂，以抑制水泥产生水化作用。
3.1.3选用线胀系数小的骨料
混凝土的线胀系数是水泥浆、骨料线胀系数的加权平均值。在混凝土内，骨料的占比＞75%，则选用线胀系数小的骨料可起到混凝土温度变形控制的作用。
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3.1.4其他
除了前文谈及的内容以外，还可采用下列手段来控制大体积混凝土的温度变形：一是在冬季或高温季节的低温时段浇筑混凝土，以降低混凝土在浇筑时的入模温度；二是通过在混凝土内预埋管道或表面流水的冷却方式降低混凝土的温度；三是在混凝土表面做好隔热保护，以控制表面温降幅度及缩小内、外温差。
3.2增强抗拉强度
对于如何增强大体积混凝土的抗拉强度，笔者提出下列建议：一是掺入增强剂，比如有机合成或天然的有机纤维，碳、玻璃及石棉等无机纤维，非晶态金属、不锈钢等金属纤维，从而增强混凝土的抗拉强度；二是掺入膨胀剂，比如PG硫铝酸盐型膨胀剂、UEA膨胀剂等，以使混凝土的体积在硬化过程膨胀，用以补偿冷缩及干缩变形产生的不利影响，从而防止混凝土开裂；三是配置间距密、直径细的钢筋，以增强混凝土的抗拉强度、抗裂能力及控制缝宽。
4 大体积混凝土施工温度的监测
综合建筑工程大体积混凝土施工裂缝的成因与控制方案，建议在大体积混凝土施工中，随时监测混凝土内部的温度变化，以便据此采取有效的温控对策及调整施工技术方案。对于大体积混凝土的温度监测，通过在混凝土内的不同部位布置康铜热电偶传感器、温度测定仪进行跟踪监测，具体监测内容包括混凝土入模温度、混凝土浇筑与初凝过程的温度，并在混凝土内外温差＞25℃或温度突降10℃以上时预警，以便及时采取温控对策，从而避免混凝土产生温度裂缝。但在这一过程中，需明确下列工作要点：
4.1监测混凝土的入模温度
在监测混凝土入模温度时，重点监测混凝土搅拌前原材料的温度、浇筑时天气的实时气温及混凝土的入模温度。
4.2布置康铜热电偶传感器
在某工程中，大体积混凝土的面积大且其厚度包括4600mm、1000mm及700mm三个等级，建议选取厚4600mm的区域作为核心控制范围。在这一区域内，共布设四组测温点，且在每一组测温点沿厚度竖向布设上、中、下三个康铜热电偶传感器，同时布设两个水银温度计，用以测量混凝土表面的气温及其覆盖物下的温度。
4.3测温时间的安排
在大体积混凝土浇筑3h后，每间隔2h测温一次，24h不间断及持续监测7d，具体按温度实况延长或缩短监测天数。在这一过程中，要求安排专人负责测温，期间工作人员应详细记录测温结果，并及时将其报告至技术部，以方便技术部适时调整混凝土的养护方案。在案例工程中，测温期限预定是7d，但从测温实况来看，混凝土中心区与覆盖麻袋内、外的温差在4d后便＜20℃，且基本稳定，则为了方便施工，建议将测温观测期调至4d。
5 结语
混凝土裂缝产生的影响因素较多，尤其是大体积的混凝土裂缝，在施工过程中，施工单位要想保证大体积混凝土的施工质量，就需要做好裂缝的预防工作，选择优质的原材料，合理配置混凝土等等，做好混凝土施工的养护工作，从而从根本上避免混凝土裂缝的产生。
参考文献
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论文作者:张永忠
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/13
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 温度论文; 水化论文; 测温论文; 水泥论文; 《基层建设》2017年第26期论文;