摘要：建筑施工过程中，大体积混凝土常常会出现一定的裂缝，造成安全隐患。大体积混凝土施工过程中，容易由于水泥水化反应产生大量热量，产生明显温差，继而形成温度应力裂缝，因此，对原材料的配合比要求较高。本文从分析大体积混凝土裂缝成因入手，研究大体积混凝土配比优化设计，以及如何通过技术手段预防和控制混凝土裂缝现象的发生，以便保障可控的建筑实施作业质量。
关键词：大体积混凝土；配比优化；裂缝；控制
1大体积混凝土定义及裂缝成因
大体积混凝土指的是体积较大、结构较厚的混凝土，由于其具有较大的表面积，与水泥发生水化反应产生的热量释放相对集中，内部升温也比较快，与一般混凝土相比，容易形成较大的内外温差，进而出现裂缝现象。因此，对大体积混凝土工程而言，必须尽量设法减少混凝土发热量，可以从控制原材料方面着手，如采用低热水泥，或者在施工过程中采取人工降温等措施。混凝土裂缝产生原因较为复杂，温度、干缩、不均匀沉降等情况使混凝土产生裂缝，而混凝土收缩值大小与水泥品种、标号、用量、规格、骨料等密切相关，因此，必须选择合适的混凝土原材料，并进行配比优化设计，以便预防和控制混凝土裂缝现象发生。此外，施工质量高低、施工工序是否科学合理也是引发裂缝的重要因素。因此，为了保障建筑结构安全，必须实施科学有效的措施，尽量减少混凝土裂缝数量。
2大体积混凝土配比优化设计
2.1工程概况
天津地区某高层住宅建筑工程地下分两层，采用筏板基础，实际厚度为2.1m，总体宽度为150m，总长200m，混凝土的抗渗等级为P8、设计强度为C35，混凝土总量约6500m3。由于主楼筏板混凝土有抗渗要求，需一次性浇筑完毕。工程所用的商品混凝土供应企业距施工现场约15km。施工建设时户外气温处于25～36℃范围，且由于筏板厚度超过2m，属于大体积混凝土，因此水化热较大容易引发温度裂缝。
2.2混凝土配比优化设计
考虑到本次试验中容易出现的温度裂缝，需要对混凝土配比选择进行优化设计，需综合考虑经济因素与材料对水化热产生的影响。选择混凝土原材料时，使用低热矿渣硅酸盐水泥，这种水泥水化热较低，适合配置大体积混凝土，其抗压强度在3d和 28d后分别为 25.8MPa 和51.6MPa。粗骨料选择粒径5～25mm，含泥量低于0.35%，吸水率低于2%的连续级配碎石，细骨料选用河砂，细度模数为2.6，含石量低于2%，含泥量低于0.3%。掺合料选用高炉矿渣粉，7d活性指数为79%，28d活性指数为99%；45μm方孔筛筛余20%的粉煤灰，需水量比为 97%，能够有效地改善混凝土性能。外加剂采用JFL-2C聚羧酸高性能减水剂（缓凝型），减水率27%，一小时变化5mm，常压泌水率比为 55%，能起到减少混凝土塌落度损失延长混凝土凝结时间，减缓水热化峰值的效果。膨胀剂采用东陵膨胀剂厂生产的 UEA，比表面积220㎡/kg，7d的抗压强度达32.3MPa，抗折强度5.3 MPa，28d的抗压强度达55.3MPa，抗折强度7.85MPa，7d水中的限制膨胀率为0.041%，空气中21d的限制膨胀率为-0.010%，可以达到较为良好的混凝土收缩补偿效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体操作中，需依据当前工程的施工目标，满足大体积混凝土强度、抗渗性等要求，进行配合比优化设计试验，设计出符合各项性能要求的最优配比，并对施工温度进行严格控制。
3大体积混凝土裂缝控制技术
3.1严格把控施工材料与配比
选材时，选择低水化热、收缩小或微膨胀性的水泥，掺用粉煤灰、矿粉和缓凝型减水剂，从而一定程度上降低混凝土单方用水量和水泥用量，延缓混凝土水化的峰值，还可选用线膨胀系数小、级配良好、含泥量较少的骨料，使配置的混凝土具有较好的和易性、抗渗性，并使其具有较小的空隙率和表面积，从而有效避免混凝土裂缝。在大体积混凝土工程中，应选用优质稳定、耐久性较强的材料，以防混凝土表层出现大面积的裂缝。此外，要严格控制大体积混凝土的配置比例，根据施工现场的具体情况，确定混凝土配比，准确计量混凝土的物料比例，不得随意变更水泥用量和用水量，以便配置出低发热量、低收缩、高抗拉强度的抗裂混凝土。
3.2严格把控施工工艺流程
由于施工单位在施工过程中施工流程、施工工艺不规范，可能产生不必要的裂缝，此类裂缝可通过以下几种方式进行预防：一是采用钢质模板，或者在基础面筋上加设铁丝网，以提高混凝土表面抗裂性，并在浇捣完成几天内进行储水保温养护；二是采用科学、合理的振捣方式，操作要点是快插、慢拔，并且需要保证一定的振捣时间，使得混凝土振捣均匀，同时要避免振捣棒碰撞模板或者钢筋；三是采用适当的浇筑方法和顺序，在大体积混凝土浇筑过程中，通常需要做到连续浇筑，不留施工缝，或者分段分层浇筑，每段的长度可根据混凝土浇筑到末端后，下层末端的混凝土还未初凝来确定，浇筑顺序应该遵循由远及近的原则，倾斜区域的浇筑顺序按照由低到高进行，一般浇筑速度控制在20-30m3/h左右。
3.3加强混凝土施工控制
如果混凝土内外温差超过25摄氏度，就极易产生温度裂缝。因此，在大体积混凝土施工过程中可降低混凝土施工时的浇筑温度，比如泵送管路尽量遮荫，内部应适当预留一些孔道，并埋设适量的冷凝管，当混凝土内部温度过高时在内部通循环冷水或冷气进行降温。为了便于掌握温度变化情况，在混凝土内部埋设适量的测温点，还可以在易出现裂缝的部位埋设应力应变传感片，以便检测拉应力，为后续的混凝土养护提供数据支撑。如果在夏天施工，可选择在环境温度较低的早晚浇筑，在混凝土搅拌之前，将原材料比如砂、水泥置于阴凉处，避免在太阳底下暴晒，并采用低于10℃的拌和水，在搅拌过程中可搭凉棚以免温度过高。
3.4加强混凝土养护管理
大部分混凝土裂缝的产生与养护措施不当有关，因此大体积混凝土工程中，需要加强养护管理工作，预防产生混凝土裂缝，需做好混凝土表面保温与保湿工作，一般采取蓄水养护方式，当遇到高温天气或者大风天气，需在浇筑后用塑料薄膜覆盖，再盖二层草带进行保温保湿养护，避免水份过快蒸发，引发干缩裂缝。需要注意，混凝土浇筑完毕后不宜立即浇水，一般要等水化热高峰期过后进行养护，以免使其表面温度降低导致内外温差过大，引起早期收缩裂缝。通常情况下，混凝土养护时间不得少于14d。
4结束语
建筑工程行业中，大体积混凝土的裂缝问题是混凝土工程中面临的一大难题。大体积混凝土建筑过程中，水泥水热化产生的水化热会导致混凝土内部温度急剧升高，产生温度应力，形成裂缝。为此，要尽可能地采取技术手段规避裂缝的产生，优化混凝土配比工作，加强混凝土浇筑的施工管理以及后期的养护工作，从而增强混凝土的结构稳定性和耐久性，进而保证整个建筑工程的施工质量。
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论文作者:田亮
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3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; 水化论文; 温度论文; 水泥论文; 优化设计论文; 《防护工程》2019年第3期论文;