【摘要】大體積砼具有形體龐大、混凝土數(shù)量多、工程條件復(fù)雜、施工技術(shù)和質(zhì)量要求高、混凝土絕熱溫升高和收縮的特性。為控制大體積混凝土裂縫，提高施工質(zhì)量，應(yīng)從大體積砼的特性出發(fā)，控制溫升、減慢降溫速率、減少混凝土收縮、改善約束條件，科學(xué)配置，減少裂縫現(xiàn)象的發(fā)生，從而達(dá)到預(yù)期的施工目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；裂縫；控制

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)工程建設(shè)進(jìn)入新的發(fā)展階段。在國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召下，大體積混凝土的施工日益增多。而大體積混凝土的施工涉及設(shè)計(jì)、材料、機(jī)械、施工環(huán)境等多個(gè)因素，難度較大，為減少裂縫現(xiàn)象的發(fā)生，我們應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況、統(tǒng)籌全局、科學(xué)試配、合理選擇混凝土澆灌時(shí)機(jī)，嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行施工，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的施工目標(biāo)。

1、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1內(nèi)部和表面溫差

在混凝土凝結(jié)硬化的過程中，因?yàn)樗嗨饔?，?huì)出現(xiàn)升溫現(xiàn)象，而混凝土的導(dǎo)熱性能較差，外部的水化熱量快速散失，而結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水化熱不易散失，各部位產(chǎn)生溫度差。在混凝土內(nèi)部和外部產(chǎn)生較大的溫差時(shí)，會(huì)產(chǎn)生溫度變形。溫度應(yīng)力和溫差呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，溫度應(yīng)力伴隨著溫差的增大而增大，當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土內(nèi)外的結(jié)構(gòu)約束力時(shí)，裂縫現(xiàn)象發(fā)生。因?yàn)榇篌w積混凝土形體龐大需要的水泥量巨大，尺寸愈大，溫度應(yīng)力越大，導(dǎo)致大體積混凝土常常發(fā)生裂縫。

1.2抗拉能力低

混凝土作為一種脆性材料，抗壓能力較強(qiáng)，而抗拉能力較差?？估瓘?qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的1/10左右；極限拉伸也很小，通常不足1×10-4。因?yàn)榇篌w積混凝土易產(chǎn)生溫度變形，如果大體積混凝土在溫度變形時(shí)受約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。雖然在設(shè)計(jì)時(shí)要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力和出現(xiàn)在極限拉伸程度下的拉應(yīng)力，但是在具體的施工設(shè)計(jì)時(shí)，由于溫度變化而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，而把溫度變化產(chǎn)生的拉應(yīng)力控制在極限拉伸下又是極為困難的，因而大體積混凝土常常發(fā)生裂縫。

1.3約束影響

體積變化受約束會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。約束分為外約束和內(nèi)約束。外約束是指基礎(chǔ)或其他外界因素對(duì)結(jié)構(gòu)物的約束；內(nèi)約束是因?yàn)楸砻骟w積收縮，受內(nèi)部約束。外約束和內(nèi)約束都會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。而產(chǎn)生的原因均來(lái)自水泥水化產(chǎn)生的熱量，在表面易于散失而在內(nèi)部不易散失。內(nèi)約束在受到氣溫驟降會(huì)產(chǎn)生溫度變形而產(chǎn)生拉應(yīng)力，由此產(chǎn)生的裂縫主要是表面裂縫。

2、大體積混凝土裂縫的控制

2.1大體積混凝土的原材料選擇和質(zhì)量要求

大體積混凝土的原材料料選擇主要包括水泥、粗細(xì)骨料、混合料和外加劑。水泥作為混凝土的主要材料，應(yīng)選用水化熱較低的水泥來(lái)盡量降低單位水泥用量，因?yàn)榱芽p產(chǎn)生的主要原因在于水泥水化產(chǎn)生的熱量，在內(nèi)部和外部產(chǎn)生溫度應(yīng)力而發(fā)生裂縫；粗細(xì)骨料的選擇應(yīng)符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，骨料的選用應(yīng)級(jí)配合理、粒形良好、質(zhì)地均勻堅(jiān)固，巖石的抗壓強(qiáng)度與混凝土的等級(jí)之比不應(yīng)小于1.5，同時(shí)降低溫凝土的干縮；混合料和外加劑作為重要的輔助材料，在混凝土中如加入水泥重量0.25%木質(zhì)素磺酸鈣就能減少10%的拌合用水，從而降低水化熱，并延緩水化熱的釋放速度，減緩水化熱峰值的出現(xiàn)；在混凝土中摻入適量的煤粉灰可以代替部分水泥，減少混凝土的用水量，即減少了水化熱，減少泌水和離析現(xiàn)象的發(fā)生。在混凝土中摻入混合料的主要目的在于減少水泥或者用水，減少水化熱延緩水化熱的釋放速度。而在混凝土中摻入外加劑，能夠增加混凝土的結(jié)構(gòu)密實(shí)性，補(bǔ)償混凝土的干縮冷縮提高防滲能力，如加入U(xiǎn)EA膨脹劑。

優(yōu)化混凝土配合比，根據(jù)選用的原料，確定混凝土配合比。根據(jù)施工要求確定混凝土配置強(qiáng)度和施工坍落度；確定單位用水量，選擇水灰比；確定混凝土砂率，計(jì)算單位混凝土粗、細(xì)集料用量；在高性價(jià)比的原則下，確定混合料和摻加劑的類型和用量；對(duì)理論基準(zhǔn)配合比設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行試拌調(diào)整并確定試驗(yàn)室配合比。

掌握大體積混凝土的溫度變化規(guī)律，對(duì)溫度變化及時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，在底板混凝土的上、中、下進(jìn)行布點(diǎn)觀測(cè)，及時(shí)了解溫差對(duì)于混凝土質(zhì)量的影響，便于采取相應(yīng)的技術(shù)措施，防止混凝土開裂現(xiàn)象的發(fā)生。施工中嚴(yán)格執(zhí)行《混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》，滿足表面和內(nèi)部溫差“不宜超過25℃”的要求。

2.2大體積混凝土的施工工藝

對(duì)大體積混凝土，采取分層分塊澆筑方式施工，在第一層混凝土還未初凝前，澆筑上一層，振動(dòng)棒應(yīng)插入下一層50mm-100mm以消除裂縫，同時(shí)施工中要嚴(yán)格控制震動(dòng)時(shí)間，防止石子下沉引起的混凝土結(jié)構(gòu)不均勻；施工中注意分散混凝土的放熱峰值。在混凝土初凝時(shí)粗抹面一次，在混凝土終凝前，進(jìn)行第二次抹光，盡量消除混凝土表面的龜裂裂紋，防止建成后出現(xiàn)氣溫驟降而發(fā)生的開裂；施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)注意遮蔽，防止烈日暴曬混凝土表面；控制澆筑溫度，使新拌混凝土的溫度盡量控制在6℃以下，為達(dá)到溫度要求，可采取水中加碎冰的方式；另處施工現(xiàn)場(chǎng)還應(yīng)預(yù)埋冷卻水管，用循環(huán)水進(jìn)行人工導(dǎo)熱，降低混凝土的內(nèi)部溫度，以減少水化熱的釋放。

混凝土養(yǎng)護(hù)的目的是在適宜的溫度和濕度環(huán)境下使混凝土凝結(jié)硬化，逐漸達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度。通常情況下可采用自然養(yǎng)護(hù)，但注意要用可行的材料覆蓋混凝土表面并適當(dāng)澆水，使混凝土在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保持足夠的濕潤(rùn)狀態(tài)。在條件允許的情況下，可輔助以噴膜養(yǎng)護(hù)和蒸汽養(yǎng)護(hù)等多種方式，控制內(nèi)外溫差防止早期和中期裂縫。

結(jié)語(yǔ)：

伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工程建設(shè)發(fā)展進(jìn)入新的時(shí)代。在我國(guó)節(jié)能減排的號(hào)召下，大體積混凝土的發(fā)展日益增多，但由于本身絕熱溫升高和收縮的特性導(dǎo)致裂縫現(xiàn)象頻繁，我們應(yīng)該通過在符合質(zhì)量要求的前提下選擇合適的材料，提高大型混凝土的施工工藝，減少混凝土裂縫現(xiàn)象的發(fā)生達(dá)到預(yù)期的工程目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂斌.大型機(jī)械化襯砌渠道混凝土早期裂縫的預(yù)防與控制[J].水利水電技術(shù)，2014，45（6）：63-64.DOI：

[2]于挺峰.淺談大型混凝土裂縫與控制措施分析[J].城市建設(shè)理論研究，2011，（31）.

[3]廖宏志.大型重力式沉箱碼頭胸墻混凝土裂縫的認(rèn)識(shí)與防治[J].城市建設(shè)理論研究，2012，（13）.

作者簡(jiǎn)介：

廖榮（1964-），女，副教授。