九冶建设有限公司 河南省郑州市 450001
摘要：随着经济的快速发展，我国的建筑物数量越来越多，大体积混凝土在这些工程项目中得到了广泛的应用。不过，由于浇筑规模相对来说更大一些，所以温度应力等在结构方面的分布也更为复杂，很有可能便会出现相差较大或者是不均匀分布等问题。基于此，本文主要对大体积混凝土产生裂缝的原因以及相关的解决措施进行了分析，希望能够为建筑工程的建设提供相关的借鉴，促进我国建筑行业的发展。
关键词：大体积；混凝土；裂缝；控制技术
引言
相比普通混凝土构件，在施工过程中大体积混凝土具有更大水化热现象，且混凝土导热性较差，如施工控制不当，极易产生裂缝问题。此类裂缝主要包括两类，即表面裂缝与贯穿裂缝，此类裂缝产生的原因可能是设计不当、材料质量不佳、施工工艺差等。除此之外，由于筏板基础大部分位于地下水位下方或潮湿环境，当产生裂缝后，顺着裂缝将有水等渗入，进而腐蚀结构内的钢筋，导致混凝土渗漏现象出现，进而降低整个结构的强度，对建筑物使用性能、耐久性造成严重影响。为此，在施工中必须重视裂缝控制问题。
1.大体积混凝土裂缝的成因
产生大体积混凝土结构裂缝的原因具有综合性及复杂性，有可能是一种类型的裂缝，也有可能是多种类型的结合物。与混凝土极限抗拉强度，大体积混凝土收缩产生的拉应力大于该值时，则会有裂缝产生于混凝土表面。除此之外，因收缩、膨胀和约束间的作用力呈反比关系，则会出现应力，从而产生裂缝。在众多原因中，最主要的还是由于水泥水化热产生的温度变化。水泥水化反应是混凝土强度增长的主要因素，而该反应属于放热反应，其特点为早期快、后期慢，这种情况下混凝土内部温度增长也会呈现为由快至慢的过程[1]。通过研究表明，升温、降温、稳定是大体积混凝土温度的三个变化阶段。因大体积混凝土结构及水泥用量大，在完成浇筑混凝土之后，将有大量水化热在水泥水化过程中被释放，此时将会增加混凝土内部温度。同时，因混凝土导热性能不佳，且体积较大，散热能力不足等原因，致使混凝土水化热不断聚集，且无法快速散发，这样会不断增加其温度。当外界温度低于该温度过多的情况下，混凝土内部热量会持续传递给周围土壤及大气。在温度上升过程中，相比内部温度，混凝土表面温度较低，根据热胀冷缩的理论，混凝土膨胀速度方面，高温部位速度将快于低温部位，这种情况下两者间可互相约束。如该部位拉应力在混凝土极限抗拉强度以上，则会有裂缝出现于混凝土表面。在水泥水化热不断释放过程中，如混凝土硬化，则会降低其弹性模量与徐变量，此时将无法释放这部分应力，就会有裂纹产生于其内部。为达到施工和易性需求，必须增加水量，相比水泥水化所需水量，所加水量在其 5 倍左右。待完成水化过程，多余的水分将被蒸发掉，此时混凝土体积会产生收缩现象，且属于干缩类型。当干缩和混凝土温降过程出现冷缩相互结合，混凝土内的拉应力会大幅度增加，这种情况下将促使裂缝发展，导致结构裂缝问题严重化。
2.大体积混凝土裂缝的控制技术
2.1工程概况
某建筑工程建筑面积为4.6万㎡，以桩基础结合筏板作为基础形式，地上共 19 层，地下 1 层。本工程通过后浇带分隔主楼和裙楼，2380m2为筏板占地面积，2 m为主楼筏板基础厚度，部分电梯井下卧位置具有2.6 m 厚，5100m3其一次性混凝土浇筑方量，由此可见，该工程为大体积混凝土施工。
2.2优化商品混凝土的配合比
控制大体积混凝土的裂缝，首先就需要控制混凝土原材料及混凝土本身的质量。现阶段，各大工程所需要的大体积混凝土基本都实现了商品化、标准化，但在实际运用时，也只有保证了其抗拉压强度、可泵性以及和易性能够符合设计要求，才能从整体上提升裂缝的控制技术。由于混凝土的和易性会在施工现场受到多方面因素的影响，因此会给施工带来很大难度。混凝土配合比是对混凝土和易性影响最大的因素之一，运输过程和气候条件等的影响也会对那体积混凝土裂缝的控制产生不利影响。
除此之外，混凝土的配合比也直接关系到大体积混凝土裂缝的产生。因此，大体积混凝土的配合比设计时与其他类型的混凝土就存在较大差异，大体积混凝土应尽可能地、在合理范围内地降低其水灰比[2]。
2.3混凝土浇筑质量控制
混凝土浇筑质量可以从以下三个方面进行控制。（1）分段分层。对于体积较大的混凝土来讲，需要从上而下、分段分层进行浇筑，保证混凝土在浇筑之后的整体质量能够达到规定标准的要求。（2）全面分层。如果所浇筑的混凝土构件其厚度比较大，则在浇筑时应选择全面分层的方式进行，在所浇筑的混凝土层初凝之后，方可进行下一层混凝土的浇筑作业。（3）斜面分层。严格控制大体积混凝土振捣的操作流程，逐步向上推进。
2.4混凝土温度控制
对于大体积混凝土温度的控制可以从两个方面入手。（1）内部控制。在对大体积的混凝土进行降温之前，需要先将降温水管预埋在混凝土的内部。在浇筑结束之后，通过外接注水来降低混凝土的温度。内部控制的方式能够有效地节约水资源，经冷却水管排出的水还能够用于养护混凝土。在某些情况下，会出现自然注水难以达到理想的降温目的。鉴于此，便需采用增压泵对外接注水管进一步加压。同时，也需要提前设计混凝土内部的预埋冷却水管。（2）外部控制。在混凝土表面经过抹平处理后，需要结合相关施工规程实施相应地养护（保温保湿）措施。本工程中，在大体积混凝土浇筑体表面按照从上到下的顺序依次铺设设养护毯、土工布、塑料薄膜以达到表层保温保湿的目的。
2.5温度监测措施
通常情况下，在布置温测点的过程当中需要结合以下几个方面的原则：（1）需要在施工图对称轴线的一半区域内，按照平面分层的方式来布置监测点。（2）需要按照结构的几何尺寸来布置监测点。（3）需要考虑大体积混凝土浇筑体温度场的分布情况，来设定监测点的具体位置和数量。（4）需要结合具体环境来布置监测点的具体数量和位置。（5）沿着大体积混凝土浇筑体的厚度方向，在构件内部和表面分别布置监测点。（6）温度监测点应当设定在浇筑体的表面（或底面）以内5cm左右的位置。
2.6施工工艺控制
1)较低气温下浇筑，可对混凝土入模温度有效控制。该工程在 11 底实施浇筑，平均气温在 12℃左右。通过一系列施工，混凝土自然散热理想，与大体积混凝土施工相适宜。2)分层浇筑混凝土，在完成浇筑作业后，可进行 2 次抹面施工，预防产生表面裂缝。在对混凝土初凝时间充分考虑的前提下，要求完成振捣混凝土 4 h 后，选取长刮尺根据标高进行刮平，且在初凝前，选取抹面机进行磨平、压实，从而闭合收水裂纹。3)养护选用保温隔热法，保温可选取草袋，保湿可选用塑料薄膜。通过上述措施对水化热的温度上升及降低速度加以有效控制，将其控制在温度指标允许范围内。同时，为防止混凝土表面水分蒸发过快，还应根据实际情况及时浇水，做好养护工作[3]。
3.结束语
现如今，土木工程在我们国家得到了显著的发展，大体积混凝土在这些工程项目中的应用也愈来愈频繁。在这种发展背景之下，若想实现良好的施工效果，在施工时不仅需要控制混凝土的强度、黏结性等，还需要细化大体积混凝土的施工技术以及施工工艺，切实地控制大体积混凝土构件或结构在施工完成以及长期使用过程中裂缝的产生。施工时，需要合理部署施工进度，并制定出科学的浇注方案，采取科学的降温措施，以便能够保证施工的整体质量。
参考文献
[1] 谈红军. 高层建筑物筏板基础大体积混凝土温度场分析[D].合肥：安徽建筑大学,2019.
[2] 夏伟.大体积混凝土施工与养护技术研究[J].福建建材,2019(12):83~85.
[3] 吴华君． 大体积混凝土结构裂缝控制措施研究［D］．杭州:浙江工业大学，2011．