中铁十四局集团建筑工程有限公司 山东济南 250000
摘要：混凝土施工是建筑工程不可或缺的重要组成部分，对整个工程来说，混凝土的质量控制是工程质量控制重点之一，其裂缝控制是后期节约成本、保证表面观感的一项重要措施。本工程施工场地狭小，地理位置特殊，气候早晚温差较大，地面混凝土浇筑面积较广，给施工带来一定的难度。为保证施工质量，研究高寒地区下混凝土裂缝控制技术，对提高施工质量及效益有很大帮助。
关键词：混凝土面板；温控防裂；水化热；高寒地区；施工控制
一、绪论
混凝土做为建筑工程的重要材料，避免或者减少其对工程质量产生影响一直是行业内研究的重点，混凝土性能在各种极端的自然生态环境均在不同的地区有所表现，尤其是高寒自然环境更是十分普遍。混凝土作为工程建设的主要材料，在高寒环境下很容易产生性能劣化、腐蚀等问题，所以如何提高高寒环境下混凝土性能，避免极端环境下裂缝的产生，就成为高寒地区建筑工程施工亟待解决的重要问题。
二、工程概况
西藏拉萨1461项目位于西藏自治区拉萨市柳梧新区，属于军民融合EPC工程，海拔3650m。新建单体均为框架结构，建筑面积为45438㎡；室外附属工程中包含场地硬化、综合训练场整治等，混凝土用量较大。
西藏拉萨1461项目混凝土总用量约24336m³，其中主要类别有C15、C20、C30，本工程共计24栋单体，分散在整个营区，对混凝土过程中养护影响较大，尤其是95000㎡的场地硬化，对混凝土表面塑性开裂的控制要求更高，要求必须严格控制水泥水化热及施工过程中的内外温差。
三、高寒地区混凝土面板裂缝现象及机理研究
1、施工因素
1.1模板变形。在混凝土浇筑过程中，若模板质量较差或者是模板安装出现问题，就可能出现模板变形的情况，最终让混凝土面板出现开裂的问题。
1.2养护不当。养护是混凝土浇筑完成后必须实施的一个过程。否则混凝土可能会因为大风或高温的因素使得混凝土面板的表面水分迅速蒸发，这种干燥状态会让混凝土面板产生裂缝。
1.3浇筑质量差。工人施工过程中，由于偷懒、技术不到位、工期紧张等情况，造成混凝土浇筑时出现混凝土浇筑不均匀、振捣不密实、过渡振捣等，最后因为不均匀沉降而发生混凝土面板的开裂。
2、高寒环境因素
高寒地区，混凝土面板的水分会因为低温发生冻结，在低温冻结的情况下会使得体积发生10%的膨胀变化。在这种膨胀压力作用下，混凝土面板会出现冻融破坏，最终产生剥离及开裂现象。与此同时，高寒低温环境会使得垫层发生冻结，这种冻结会使得垫层对面板产生 了一个冻胀力的外在荷载，使其发生开裂破坏。
3、面板混凝土原材料及配合比
混凝土浇筑后，因为水泥的水化反应，会产生较高的水化热，若使用凝结不正常 的水泥，则可能会发生异常膨胀，对于含泥量大的骨料、混凝土配合比不均匀的面板 而言，都可能会产生裂缝。特别是对于高寒地区特殊的环境而言，常规环境下的面板 混凝土材料及配合比，是难以适应高寒地区的恶劣环境，在混凝土浇筑阶段、硬化阶 段以及养护阶段都会有开裂的风险，具体的开裂机理及原理主要有：
（1）温度引起开裂。混凝土浇筑之后发生的水化热会使得面板浇筑初期产生明显的温 度变化，这个时候由于体积的显著收缩，受到结构约束作用的影响，混凝土就会在温 度应力作用下产生温度裂缝，而这种情况大部分是在混凝土的7d龄期之内。
（2）沉降引起开裂。混凝土在浇筑成型后会发生沉降，但是受到钢筋的阻碍影响，混 凝土会在上下两个部分分别产生拉应力，由此产生了沿着钢筋表面的开裂。
（3）塑性收缩引起开裂。当混凝土的配合比不合理或者是不良时，混凝土在终凝之前 会始终处于可塑状态。当混凝土在此期间出现泌水情况时，混凝土中的水分会不断的 从内部向混凝土表面迀移并蒸发掉，导致混凝土表面迅速干燥收缩，最终出现开裂。
（4）干燥收缩引起开裂。在混凝土的内部，毛细管孔隙几乎无处不在，当孔隙中的水 分因泌水向外迀移时必然导致毛细管张力。混凝土在负压作用下会发生一定的体积收 缩现象，若混凝土周边结构此时存在外在的约束，那么混凝土内部一定会出现拉应力， 当拉应力值超过混凝土的抗拉强度时，混凝土必然会因收缩而出现开裂。
四、混凝土裂缝控制研究
1、水泥水化热控制技术研究：
混凝土在浇筑过程中会产生水化热现象，该现象的存在会导致混凝土内部温度升高，在热胀冷缩的作用下混凝土的体积会因此膨胀。当水化热现象消失后，表层混凝土随着温度的下降而出现收缩，在内外温差作用下，混凝土表面会出现开裂。为减少水化热对混凝土产生不利影响，因而确定选择中热硅酸盐水泥。水泥是混凝土面板最为重要的胶结材料，能够包过骨料，并提高混凝土浇筑施工过程中的流动性，在硬化 后则胶结骨料，从而产生足够的强度。
为了更好减少水泥水化热对混凝土产生的温度应力，通过添加矿物质掺合料来取 代部分水泥，能够起到提高工程质量，改善混凝土的结构性能以及延长试用时间的积极作用。利用粉煤灰作为掺合料添加到混凝土中，能够节约水泥，有利于环境保护和可持续发展。粉煤灰是火力发电厂排放尾气中手机出来的铝、硅等材料为主的细小粉 粒材料。根据粉煤灰中含钙量可以划分成为高钙和低钙粉煤灰，前者偏黄色，后者偏 灰色。F类粉煤灰CaO含量<10%，C类粉煤灰CaO含量>10%。优质的粉煤灰表面光 滑，密集分布，其结构中超过70%为细珠状，可以有效减少大骨料间啮合的摩阻力，可以减少工程用水量。再加上粉煤灰的密度要比水泥更低，因此胶凝材料体积增加后 会改变混凝土拌合物流变性质。混凝土中的粉煤灰微小颗粒能够阻止灰分的自由流动，从而有效改善其泌水性，改善拌合物的稳定性及和易性，粉煤灰的性能在一定程度上 决定了混凝土优化程度。
2、大面积、大温差地面混凝土裂缝研究
在混凝土中加入硅粉类矿物质可以有效改善混凝土结构粘度，降低混凝土因沉降而开裂的风险。硅粉比表面积较大，又被称为硅灰、凝聚硅灰，是一种火山灰活性物 质。它只是金属硅冶炼过程中排放空气氧化形成的，表面光滑，称为为球状颗粒。将 微硅粉添加到水泥材料之中，能够改善水泥的泌水性和饱水能力，提高抗拉、抗压、 抗弯等力学性能，能够提高水泥材料的耐腐蚀性和使用寿命，是高强混凝土必不可少的成分之一。综合考虑之下，需要在混凝土材料中添加合适的硅粉。
五、质量控制措施
1、混凝土表面塑性开裂控制措施
为了抑制面板混凝土凝期之初出现的收缩，减少混凝土因为自收缩和干燥收缩出现的开裂，在混凝土添加入高效的膨胀剂，这是一种硫铝酸钙类的膨胀剂。根据既有的施工经验，为了补偿混凝土的收缩掺 加量为6%到8%左右，我项目联合实验室对该膨胀剂的各项性能指标进行检测，并将其和国家规范标准 进行对比，以验证其适宜于高寒地区混凝土面板施工之中。
骨料是影响混凝土的干燥收缩变形的重要影响因素之一是骨料，受到骨料的界面状态及岩性的影响，混凝土的力学性能、变形性能以及耐久性能都会发生变化，混凝土的70%左右质量都是由砂石骨料组成，结合对拉萨市砂石料市场的考察，选定了一家级配良好的骨料，通过与拌合站的对接，确定由其供应砂石料，同时还可以在一定范围内节约工程成本
2、减少内外温差裂缝控制措施
为了进一步减少混凝土的各个阶段可能出现的收缩裂缝及温度裂缝，在混凝土中添加少量的聚丙烯纤维，掺加量大约为0.05%〜0.3%的体积率。聚丙烯纤维添加到混 凝土之中后，呈现为三维乱向的网络分布，可以对混凝土结构起到显著的支撑集料作 用，从而榆树混凝土材料在各个方向的应力变形。即便是混凝土出现了裂缝，那么也 可以阻止宏观裂缝的后续发展，同时改善混凝土的抗冻、抗渗及耐磨性能。
添加一定比例的添加剂，在有效提高混凝土质量的同时，也能有助于工艺的改进 和成本的降低，因此此次需要根据工程需要考虑添加添加剂。综合高寒地区的混凝土 所面临的特殊气候环境，此次拟添加高效减水剂来改善混凝土的性能。高效减水剂能 够很好吸附于水泥颗粒表面，使其带有负电后分散开来具有流动性。
六、成品保护
1、尽可能科学合理地安排好各工种交叉作业时间，在保证混凝土强度的之前，严禁其他工种作业人员在已浇筑完成的混凝土板面上作业。
2、混凝土浇筑完成后，安排专人进行洒水养护，保证混凝土的强度。
3、混凝土浇筑时，安排专人对混凝土振捣进行盯控。
4、由于施工条件限制，本工程地面混凝土浇筑均要分段浇筑，对浇筑完成的混凝土地面处设置警戒带，严控重型车辆（挖掘机、自卸车等）通行，保证混凝土的表面观感。
七、结论
本论文简要分析了高寒地区混凝土裂缝控制技术的要点及几项控制措施，为我们以后在特殊地区施工提供了有利的技术支持。在本工程混凝土工程施工过程中，我们积极采取措施，严控施工要点，保证了施工质量并取得了良好的效果。
参考文献
[1]GB50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》.
[2]《高寒地区大体积混凝土临时越冬保温技术》李绍辉，宋名辉，陈自强.