上海宝冶建设工业炉工程技术有限公司 201908
摘要：近年来，我国在积极工程建设的过程中，大体积混凝土的功能逐渐突显出来，然而，要想加大对大体积混凝土的质量控制，就必须对开裂产生的原因以及具体的防裂措施进行充分的掌握，本文通过讨论，希望为我国该领域的研究提供一些理论基础。
关键词：大体积混凝土；开裂；起因；防裂措施
大体积混凝土施工环节质量对工程整体质量具有直接影响，然而，温度应力、收缩作用、结构基础变形等都是导致大体积混凝土发生开裂现象的主要原因，在这种情况下，施工部门必须对各种防裂措施进行充分的掌握，才能够为提升工程质量奠定良好的基础。
一、施工项目大体积混凝土开裂质量问题起因
某河渠交叉建筑物渠道倒虹吸工程拥有849m的总长度，3孔一联箱型钢筋混凝土为管身横断面主要结构，6.8m×6.8m为单孔净空尺寸。在该结构中，顶板、底板以及边墙的设计厚度都是1.2m，1.1m为中墙厚度，14.5m~15.61m为单节长度。下部腋角、底板为Ⅰ期混凝土浇筑重点部位，560m3为混凝土方量；顶板、侧墙为Ⅱ期浇筑部位，840m3为混凝土方量，7.1m为浇筑高度。在该大体积混凝土施工中，发生了严重的开裂问题，施工单位针对开裂具体情况总结了以下大体积混凝土开裂质量问题产生的原因：
（一）温度应力因素引起的开裂
第一，水泥水化热。完成混凝土结构浇筑施工后，内部水化反应将在5d中形成，大量热量开始向外释放，此时外部环境温度通常低于混凝土内部结构中的热量，此时如果无法均匀的散热，将导致热量在混凝土结构内部囤积，而外部混凝土却拥有相对较快的散热速度，形成的较大温差将导致一定的拉应力作用于内外结构中，当这一力量超过结构本身的强度极限，裂缝将在外部生成。
第二，温度、湿度变化。环境对大体积混凝土浇筑施工的应先是不容忽视的，当拥有较高的外界温度时，将形成偏大的浇筑入模温度，此时温差在混凝土结构内外会增加，不均匀的受力会引起开裂问题；同时，当混凝土浇筑施工当地的湿度发生变化，内部水分在混凝土中的蒸发会受到影响，也会形成不均匀的受力并引起开裂。
（二）收缩作用下引起的开裂
凝结中的混凝土会存在水化反应，此时大量热能产生，会过快蒸发掉结构内水分，不同的内外水分蒸发速度，将形成不一致的内外拉应力，此时由外向内将形成干缩现象，最终导致开裂问题。
同时，混凝土搅拌中，如果应用了较低的水灰比以及较强活性比的水泥，也容易引发开裂问题。这是因为大体积混凝土拥有较少的结构沁水以及偏低的塑性强度，在大风以及高温的外部环境下，水分在混凝土表面在快速流失，如果没有及时补水，结构体失水收缩所产生的压力将无法被其本身结构强度所承担，最终引发开裂问题。
图一：大体积混凝土裂缝图
（三）结构基础变形引起的开裂
实际施工中，如果没有对施工现场的地质条件进行充分的掌握，在缺乏对各项参数精确控制的基础上，很容易导致地质沉降问题，此时结构基础发生严重变形。同时，如果施工区域存在大量软土地基，在缺乏固化处理的基础上，在水的影响下地基也是非常容易发生变形的，此时在缺乏协调性以及受力不均的状况下，就会形成贯穿裂缝或深度裂缝，此时将极大的削弱建筑体整体结构强度，影响工程质量。
二、针对大体积混凝土开裂问题的预防措施
某船坞工程建设中，坞墙、坞墩、泵房和截水墙为大体积混凝土的重点施工部位，8100m3为混凝土总浇筑量，具体施工部位以及工程数量如下表所示，为了预防大体积混凝土开裂问题，施工企业积极落实了以下措施：
（一）做好大体积混凝土施工材料的选择
以下从水泥和外加剂两个角度出发，对大体积混凝土施工材料的选择展开了探讨：
第一，水泥。较差的散热性能是大体积混凝土最大的特点，因此，水泥材料必须拥有较低的水化热。水泥的细度以及矿物组成决定了水泥水化反应强度，由于水泥放热速率同水泥细度具有紧密的联系，因此水泥细度适中至关重要。
第二，外加剂。高效水凝剂、引气剂、缓凝剂等都是应用于大体积混凝土中的外加剂，外加剂的类型不同，其作用也存在差异，要想将混凝土水化反应强度降低，就必须合理选择外加剂，努力构建平衡的内外散速率，确保强度在整体结构中有效提升。
首先，在对大体积混凝土进行应用的过程中，其内部热量很难快速散去，从而形成不均衡的内外温差，因此应充分利用缓凝剂，促使混凝土水化反应减缓，促使热量产生的速率降低，确保形成平衡的内外温度，将内外的温差降到最低，有效杜绝因散热不均导致的开裂问题；其次，通常水泥在大体积混凝土中含量相对较少，而拌合物较多，同时和易性差是拌合物的主要特点，因此应将小体积封闭气泡加入到拌合中的混凝土中，促使骨料 之间的摩擦降低。在对混凝土内部孔结构进行调整的过程中，引气剂的作用是不容忽视的，其可以促使耐久度以及强度在混凝土中有效提升，将开裂现象发生的概率降到最低；再次，要想减少混凝土中的水量，应对高效减水剂进行应用，促使水化反应在混凝土内部得到充分控制，并对放热量以及水化速度进行控制，此时内外温差缩小，对于预防开裂问题具有重要意义。
（二）大体积混凝土施工阶段的裂缝质量控制
第一，施工设计。地质条件是制约大体积混凝土施工设计的关键因素之一，设计人员必须对环境、施工质量以及建设目的等进行全面掌握。现有的C40~C55混凝土强度等级较高，如果其内部有大量水泥，会导致水化反应加强，热量加大。因此，在实际展开施工设计的过程中，必须从工程建设需求的角度出发，对混凝土强度进行合理控制[2]。通常混凝土强度应控制在C20~C35之间。同时，施工周期以及施工具体要求也是影响大体积混凝土施工设计的重要因素，设计人员必须保证混凝土强度等级适中，同时还应综合考虑60d和90d以后的混凝土强度，努力将水泥含量在大体积混凝土中减少，从而对水化反应过程中形成的热量进行控制。而对以下因素进行合理控制也是大体积混凝土施工阶段的裂缝质量控制的重要途径：
第一，对钢筋进行合理的配置。在预防大体积混凝土发生开裂问题的过程中，应对钢筋结构进行合理的配置，选择钢筋时，应尽量将间距和直径缩小，100~150mm、8~14mm通常为间距和直径控制范围。
第二，适当增设钢筋。要想促使结构性强度有效提升，减少断面问题发生的概率，在实际设计的过程中，就应当尽量将钢筋增设在孔洞以及转角处，促进强度的提升。同时，不可以对竖向施工缝以及变形缝设置在大面积混凝土结构中，因此，可以在控制收缩应力以及微小变形时应对跳仓缝、后浇缝等进行充分的应用。
（三）大体积混凝土养护的质量控制
第一，保持稳定的温度。温度对大体积混凝土施工过程中的质量具有直接而关键性的影响。因此，保持稳定的温度至关重要。首先，应对大体积混凝土表面以及内部结构之间的温度进行控制，严禁二者之间形成高于20摄氏度的温差。在后期施工中，一定的抗裂性能以及强度已经在大体积混凝土中形成，此时也不可以产生高于35摄氏度的温差。在拆模时也应注重对内外温差的控制，在促进内部结构温度降低时，应对内部降温法进行应用。
第二，加大保温力度。加大保温力度，将保温材料覆盖在结构外侧，确保混凝土降温速度减缓。同时应保证混凝土厚度适中，减少内外温差过大发生的概率，同时避免不均匀热应力产生的概率，避免裂缝的产生。
第三，通过加装抗裂装置进行抗裂。将抗裂钢片设置在混凝土表层布位置，促使表层抗裂性能增强，同时确保混凝土表层强度提升，此时在避免收缩中混凝土发生干裂的过程中具有重要意义。要想促使整体强度在混凝土中提升，并对开裂问题进行有效的预防，应减少混凝土结构受外界因素破坏的概率。
结束语
综上所述，在大体积混凝土施工中，必须加大对防裂措施的应用，而防裂的过程拥有一定复杂性，施工人员必须从施工材料选择、施工过程控制以及后期养护工作等角度出发，有针对性的采取相应措施，努力促进大体积混凝土的整体强度以及抗裂性能提升，为保证工程质量奠定良好的基础。
参考文献
[1]李想.防止大体积混凝土开裂的施工技术探析[J].中国科技博览,2015(30):307-307.
[2]叶远胜,吴春雷,李艳萍等.寒区大体积混凝土开裂的主要因素分析[J].东北水利水电,2014,26(10):4-6,12.
论文作者:张瑜
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/9
标签：混凝土论文; 体积论文; 水化论文; 强度论文; 结构论文; 温差论文; 水泥论文; 《基层建设》2017年第11期论文;