赵旭华1 肖琼2
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【摘要】混凝土开裂是目前工程建设中常见的质量问题，会降低结构的承载力、耐久性和抗渗性，还会影响建筑物的外观和使用寿命。严重时会影响人民生命财产安全。防裂一直是大体积混凝土施工的重点。根据裂缝产生的机理，相应总结了大体积混凝土裂缝的预防措施。这些措施可以有效降低裂缝的概率，从而大大提高水工结构的使用寿命。
关键词：市政公用工程；大体积混凝土；防裂
1导言
混凝土具有良好的抗压性能和耐久性，已广泛应用于工程建设中。随着材料科学的进步、社会生产力的提高和施工技术水平的提高，工程结构混凝土的一次性浇筑量不断增加，同时混凝土结构的抗拉性能差、抗拉变形能力小、易开裂等缺陷也越来越明显。因此，在工程实施过程中，这种混凝土裂缝一直被认为是一个常见的质量问题，甚至作为一个课题，专门进行了预防研究。
2大体积混凝土的定义和类型
(1)根据GB 50496—2018 《大体积混凝土施工标准》，我们称之为建筑工程中混凝土结构最小尺寸不小于1 m的大体积混凝土，或因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而产生有害裂缝的混凝土。根据SL 677—2014 《水工混凝土施工规范》，大块尺寸且需要采取温控措施以降低裂缝概率的混凝土称为大体积混凝土。
(2)大体积混凝土裂缝的类型。尺寸大于1米的混凝土结构一般称为大体积混凝土，大体积混凝土一般具有以下基本特点：施工工艺复杂、混凝土用量大、混凝土产生的热量多。混凝土一定的温度和收缩会导致混凝土产生裂缝。裂缝的程度基本上可以分为三种：穿透型、深部型和表层型。贯穿是最严重的混凝土裂缝现象，直接影响建筑物的安全性能。可以说穿透裂缝直接切断了混凝土结构，破坏了其整体性和稳定性。表面裂缝是对混凝土结构危害最小的裂缝，但表面裂缝也不可忽视，有些表面裂缝还可能造成贯通裂缝。这种裂缝会对建筑工程的整体质量产生一定的影响，但如果混凝土裂缝能够控制在一定范围内，不会对工程的安全性能构成威胁。一般来说，室内环境下混凝土最大裂缝宽度应控制在0.3m以下，室外环境下混凝土最大裂缝宽度应控制在0.2m以下。
3大体积混凝土裂缝的主要原因
大体积混凝土应用中导致裂缝的原因很多，主要与以下因素有关。
3.1温度和湿度因素
在大体积混凝土材料的应用过程中，首先要了解它们的组成，混凝土的制备需要使用水泥、水、砂等材料。在应用水泥的过程中，需要加水搅拌，水泥与水之间会发生水化热反应，导致大体积混凝土在使用过程中释放大量热量。这部分热量会通过逐渐散发而消失，而另一部分多集中在大体积混凝土材料中，散热功能较差。积聚大量热量会导致内部温度过高，增加压应力的概率。一旦产生拉应力，就会导致混凝土各部位温度不均匀。如果超过大体积混凝土，另外，大体积混凝土拆模过程中表面温度会迅速下降，容易产生裂缝。
3.2混凝土本身的配比等。
使用混凝土时，会按一定比例进行搅拌配置。不同的比例会导致混凝土强度的一定差异。另外，混凝土本身属于脆性结构，抗拉强度差，在浇筑过程中容易开裂。混凝土通常与钢筋一起大量使用。
混凝土和钢筋在浇筑过程中的内应力存在差异，因此在接触位置容易产生裂缝，如压应力和拉应力。混凝土内部材料之间会发生一系列化学反应或内部承压，有的还会受到人为因素的影响，增加产生裂缝的风险。此外，大体积混凝土本身由多种材料组成，不同的材料具有不同的特性，在浇筑过程中会对混凝土内部结构产生很大的影响。如果发生化学反应，可能导致混凝土收缩变形，进而导致体积缩小。比如施工中经常遇到的大体积混凝土的干燥收缩和塑性收缩就是由这个因素造成的。另外，在混凝土浇筑施工过程中，由于施工方法不科学，容易造成混凝土内部失水。如果没有及时发现水分或及时补充水分，甚至由于恶劣天气的影响温差变大，很容易造成干燥收缩和塑性变形。除了以上两个因素外，大体积混凝土容易产生裂缝，也容易受到以下因素的影响：例如施工人员在购买混凝土材料时，如果没有根据施工要求充分选择匹配的优质施工材料，使用的施工材料不符合施工要求，裂缝的风险就容易增加。在施工过程中，一些工程师和技术人员通常根据他们的经验工作。施工前缺乏相关培训，专业技术水平和理论素养达不到施工要求。那么施工过程中可能会出现施工失误，导致混凝土内部强度不平衡，出现裂缝。在施工过程中，大体积混凝土内部本身承受着来自各方面的更大压力。一旦超过材料本身的承载负荷，就会增加开裂的风险。
3.3建筑设计问题
路桥工程的施工设计尤为重要，要充分考虑道路混凝土的厚度、材料选择、散热等问题。但在实际施工设计中，很多工程设计人员依靠自己的经验来确定道路混凝土的厚度和施工材料的选择，而不是进行实际的测量和研究，会导致混凝土厚度不符合标准，从而导致混凝土裂缝。
4大体积混凝土质量控制要点
4.1编制合理的、可实施的施工计划
具体覆盖范围：材料要求和配合比设计、支撑模板和支架安装和拆除的稳定性和安全措施。混凝土搅拌、运输和浇筑方案，分层和分块浇筑措施。在温度控制方面，将采取测温、混凝土降温等措施。混凝土不沉陷裂缝的预防防止混凝土不沉陷裂缝的关键是控制混凝土浇筑过程中的温度和混凝土内外温差。施工前应进行科学计算，人为控制浇筑温度和混凝土内部最高温度。
4.2严格选择建筑材料
(1)根据不同的施工选择不同的施工材料。比如粗、细骨所用的砂石是不同的，骨料中的砂石含量也是一个重要的控制对象。(2)选择合适的添加剂。使用外加剂可以降低水泥的放热率，使混凝土内部的热量在一段时间内不会集中释放，混凝土内部和外部的温差也会减小。(3)水泥用量可以适当减少，但水泥的减少必须在保证混凝土质量的前提下进行。
另外，混凝土中可以用其他材料代替一部分水泥，通常在混凝土中加入矿渣粉和粉煤灰。一般这些材料释放的热量比水泥少，混凝土内部温度也会降低，从而防止混凝土产生裂缝。选材时选择水化热低、凝结时间长的水泥。水泥的凝结时间越长，混凝土的散热时间就会越长，以避免一段时间内混凝土内热量集中导致混凝土内部温度过高。
4.3做好大体积混凝土的湿养护
一是通过外界条件使水泥充分水化，促进混凝土硬化；第二，进一步做好保护工作，防止混凝土成型后因日晒风吹等天气因素造成超出正常范围的收缩、裂缝和损坏。降低水泥的水化热；选择中低水化热水泥，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥或粉煤灰水泥。
参考文献：
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