摘要：随着我国经济的迅速发展，基础设施建设中大体积砼越来越多。工程实践证明，大体积混凝土施工难度比较大，施工技术要求高，混凝土产生裂缝的机率较多。混凝土出现裂缝，就会直接影响工程质量，如果得不到重视，可能会造成无法估量的损失。本文根据多年的工作经验对大体积混凝土裂缝的特点和形成条件的分析，总结出影响大体积混凝土裂缝的因素。最后提出一系列预防和解决问题的可行性方案和措施，能够从根本上使大体积混凝土裂缝现象得到有效控制。为了保证工程质量，降低经济损失，我们要减少和控制裂缝的的出现。
关键词：大体积混凝土；混凝土裂缝；成因；防控；配合比设计；混凝土养护
前言
随着我国现代化建设进程的加快和大型建设事业的不断发展，大体积混凝土在建设中的使用更加广泛，其起到的作用也越来越重要。现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水里大坝等。在大体积混凝土的施工过程中，要解决的首要问题就是控制混凝土的裂缝，以提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀性等耐久性。大体积混凝土的裂缝控制是一项比较复杂的施工技术，如果处理不好，会直接影响结构的安全和正常使用。近几年来，随着我国建设事业的发展和科学技术水平的提高，我国对大体积混凝土裂缝问题的研究和探索也不断深入，保证了我国现代化建设进程。
一、大体积混凝土的特点
大体积混凝土施工过程中，由于混凝土中水泥的水化作用是放热反应，大体积混凝土本身又具有一定的保温性能，因此其内部温升幅度要比表面温升大得多，而在混凝土升温峰值过后的降温过程中，内部降温速度又比表面慢很多，在这些过程中，混凝土各部分的热胀冷缩（称为温度变形）及由于其相互约束及外界的约束作用而在混凝土内产生的应力（称为温度应力），则相当复杂。一旦温度应力超过混凝土的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝，影响结构的安全性、适用性、耐久性等。大体积混凝土施工过程中，由于水泥在水化过程中发热，引起混凝土构件在升温、降温过程中因各部位温差应力加上混凝土本身的收缩等因素极易使构件本身产生裂缝，从而影响到结构安全及使用。因此掌握大体积混凝土的施工技术要点就显得尤为重要。
二、裂缝控制的设计措施
2.1配筋控制裂缝
大体积的混凝土基础除了要满足构造基本要求和承载力要求之外，还要考虑到水泥水热化所引起的温度应力，为此就要增加配置构造钢筋来控制裂缝的出现，在配筋的选择上，应尽可能地选用直径和间距较小的结构。较为合理的选择是8~14mm直径的钢筋和100~150mm的间距，对于全截面的配筋率，选择范围应为0.3%~0.5%之间，最低不能低于0.3%的配筋率。另外，在转角和孔洞处要格外增加设置构造加强筋，以避免结构突变而带来的应力集中现象。
2.2控制强度等级
选择大体积混凝土的强度等级，最为适宜的是要控制在C20~C35范围之内，利用后期强度R60。伴随着我国经济的高速发展，高层以及超高层建筑物不断的涌现出来，随着而来的造成了大体积混凝土在强度等级上也不断的升高，甚至出现了C40~C55等高强混凝土，导致设计强度过高。如此高的设计强度，必然会带来混凝土的水热化过高，水泥用量过大，在混凝土的块体内温度过高，在温差方面，混凝土内部温度过高，使得内外温差超过了30℃以上，过大的温差产生的温度应力一旦超过了混凝土本身的抗拉强度，就会容易产生开裂。
在设计施工时，对于竖向受力结构可以采用高强度的混凝土来有效地减小截面，对于大体积的混凝土底板则要满足抗弯和抗冲切的计算要求，同时采用C20~C35的混凝土，以此来避免出现“强度越高越好”的错误设计理念。针对较长建筑周期的特殊特征，在满足了有足够的强度和使用要求的基本前提之下，充分地利用混凝土的60d或90d的后期强度，来减少混凝土当中的水泥用量，同时降低混凝土在浇筑过程中块体温度的升高。
2.3控制温差
在高层建筑的施工设计中，对于大块式和其他的箱式与筏式基础不能够采用永久的变形缝的设置，也应尽量地避免竖向施工缝的设计。为了控制施工期间的温差和较大的收缩应力，应采用“跳仓打”和“后浇缝”的设计方式。
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2.4预防为主
高层建筑大体积混凝土工程在施工之前，应提前验算大体积混凝土在施工过程中浇筑块体的温度变化、收缩力度和温度应力的变化，将施工阶段所造成的大体积混凝土浇筑块体的内外温差和升温峰值的温度规定在30℃以内；并制定出来降温速度的控制指标及温控施工的相关技术措施。在设计过程中，要引入预防观念，即在设计的阶段就应该考虑到可能会出现的漏水造成的内排水措施，并给出在施工之后出现漏水问题所运用的可靠的堵漏方法。
三、大体积混凝土的裂缝防治措施
1优选混凝土各种原材料
大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，并尽量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失，可适度增加活性细掺料替代水泥。在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量，也可以相应减少水泥用量，还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。在选择细骨料时，采用平均粒径较大的中粗砂，从而降低混凝土的干缩，减少水化热量，对混凝土的裂缝控制有重要作用。掺加适量粉煤灰，可减少水泥用量，从而达到降低水化热的目的。但掺量不能大于30%。
掺加适量的减水剂，它可有效地增加混凝土的流动性，且能提高水泥水化率，增强混凝土的强度，从而可降低水化热，
2施工控制措施
入模温度的高低，与出机温度密切相关，另外还与运输工具、运距、转运次数、施工气候等有关。在温度较高的情况下进行施工，可以在施工现场对堆在露天的砂石用布覆盖，以减少阳光对其的辐射，同时对浇筑前的砂石用冷水降温。在搅拌过程中向混凝土中添加冰水。如果是在冬季进行施工，因为要防止早期混凝土被冻问题，所以要求混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。在浇筑混凝土以前还应该对基础及新混凝土接触的冷壁用蒸汽预热，对原材料应视气温高低进行加热。严格控制混凝土的浇筑速度，一次浇注的混凝土不可过高、过厚，以保证混凝土温度均匀上升。保证振捣密实，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，严防漏振及过振。
3砼温度控制、监测与养护
（1）、温度控制、监测为降低大体积混凝土的水化热，在混凝土的内部通入冷却循环水，采用循环法保温养护，以便加快混凝土内部的热量散发。为能够较准确地测量出砼内部温度，在砼中预埋测温管，用水银温度计测温。上下层温差控制在15~20℃之内。根据各测点的温度，可及时绘制出混凝土内部温度变化曲线，对照混凝土理论计算值，分析存在的问题，有的放矢地采取相应的技术措施。
（2）、砼养护
砼养护是大体积砼施工中一项十分关键的工作。主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土的内外温差，促进砼强度的正常发展及防止裂缝的产生和发展。从砼浇筑完成到终凝这段时间的养护对砼而言十分重要。混凝土浇筑完毕后，在其顶面及时加以覆盖，要求覆盖严密，并经常检查覆盖保湿效果。其主要作用有二：一是蓄水保温，防止表面水分蒸发和抵抗受太阳辐射与刮风时温度骤变，二是保持内外温差的稳定。
五、结束语
大体积混凝土温控施工贯穿了从混凝土的原材料选择、配合比设计以及混凝土的拌合、运输、浇筑、振捣到通水、养护、保温灯全过程，是一个系统工程。其核心内容是如何控制大体积混凝土在水化过程中温度温升、最高温度峰值和温度梯度。在施工过程中，必须精心组织，紧密配合，方能取得较好的温控效果，以控制混凝土裂缝产生和发展，提高混凝土结构物的耐久性。
参考文献
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[2]俞静.高层建筑基础大体积混凝土温度与温度裂缝研究[J].武汉理工大学学报，2003
[3]曹琛.大体积混凝土裂缝成因的探讨及防治措施[J].中国证券期货，2012
论文作者:高相政
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/13
标签：混凝土论文; 体积论文; 裂缝论文; 温度论文; 水化论文; 温差论文; 应力论文; 《基层建设》2019年第4期论文;