大体积混凝土裂缝的预防和控制措施探讨
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【摘 要】本文主要阐述了大体积混凝土施工中如何控制温度和收缩裂缝，完善技术措施，提高大体积混凝土的施工质量，从而使其施工走上成熟和规范化的道路。
【关键词】建筑工程；大体积混凝土；施工技术
随着现代社会的高速发展，各种大型建筑的频繁建设不断涌现。如大型桥梁、大型码头、大型水坝等，使大体积混凝土的施工日益增多，日本建筑学会对大体积混凝土的定义是：“结构断面最小尺寸80cm以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与表面温度之差预计超过25℃的混凝土称之为大体积混凝土。目前大体积混凝土施工时遇到的普遍问题是温度裂缝。
1 裂缝的表现形式与成因分析
1.1 表现形式
由于混凝土沉缩、表面塑性收缩产生的表面浅层裂缝。该类裂缝一般在平面内分布无规则且较短，不影响结构使用，仅作表面防护处理即可。由于混凝土升温过高、温差过大或降温过快产生的深层、通长或贯穿裂缝。该类裂缝一般首先出现在长边方向的中部、边角处和截面突然变化处，影响结构整体受力和使用耐久性。
1.2 成因分析
大体积混凝土裂缝主要由以下三方面的原因引起：
混凝土在凝固初期产生大量的水化热，致使内部温度迅速升高，体积膨胀扩大，此时由于受基岩或前期混凝土的约束产生压应力。在混凝土凝固后期冷却收缩时，则产生拉应力，且拉应力大于升温膨胀产生的压应力值。当拉应力超过混凝土的极限抗拉应力时，则会在混凝土内部产生裂缝，可能发展成贯穿裂缝，对结构造成极大的破坏。
在混凝土浇筑后外界气温突然下降，在混凝土内外部产生较大温差，使混凝土表面产生很大的温度拉应力，形成表面裂缝。混凝土在浇筑后，因塑性收缩和缩水收缩而产生的表面收缩裂缝。
其中，由于后两方面原因引起的裂缝，只要我们按照规范要求进行正常的养护，均可以得到有效控制和避免。而第一方面由水泥水化热引起的较大温差则是大体积混凝土产生温度裂缝最直接、最根本的原因，也是我们在施工中必须克服的难题之一。
2 裂缝的预防和控制措施
2.1 采用低水化热的水泥品种及减少水泥用量
影响混凝土内部最高温升的主要因素是每立方米混凝土中的水泥用量及单位水化热，施工过程中可在保证混凝土强度的前提下减少水泥用量，宣优先选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥，因为矿渣水泥比普硅水泥可降低水化热约30%。同时施工时掺加早强减水剂可减少同等强度下的单位混凝土的水泥用量及拌合用水量，混凝土内掺加一定数量的粉煤灰不仅可代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球形，具有一定的活性可改善混凝土的粘塑性，增加混凝土的和易性，有效降低混凝土的水化热反应。
2.2 采用较大粒径的粗细骨料
在规范允许的条件下，尽量采用较大粒径级配连续的骨料配制混凝土，因为增大骨料粒径，可减少用水量而使混凝土的收缩和泌水随之减少；同时亦可减少水泥用量从而使水泥的水化热减少，最终降低了混凝土的温升。实践表明，采用较大粒径的骨料配置同样强度的混凝土，在水灰比相同的条件下水泥用量可减少40～50kg，用水量也会相应减少。
2.3 混凝土配合比的调配
混凝土标号和抗渗等级应按设计图纸要求进行，应提供有合格证书的复合高效防水剂、水泥、砂、石委托建设工程质量检测中心试配，做出合理的混凝土配合比，在施工中根据天气实际情况控制好砂石的含泥量和含水量，以保证混泥土施工质量和设计要求。
2.4 采用合适的施工方法
大体积混泥土产生裂缝是由多种原因造成的，其中，采用合理的施工方法，是防止大体积混泥土裂缝的有效措施。
2.4.1 混凝土浇筑方法。混凝土的浇筑按混凝土自然流淌坡度、斜面分层、连续逐层推移、一次到顶的方法进行。混凝土浇筑过程中，每层混凝土初泥前都确保被上层混凝土覆盖，保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间，避免施工裂缝出现。依据设计图纸中的后浇带将整个大底板划分成厚薄、大小不同的区段，每个区段将独立一次浇筑完成。
2.4.2 混凝土振捣方式。混凝土浇筑时应采用振动棒振捣。在振动界限以前对混凝土进行二次振捣，排除混凝土因泌水在粗集料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的把握力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土的抗压强度提高，从而提高抗裂性。
2.4.3 泌水处理。混凝土在浇筑、振捣过程中，上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底，通过侧模底部开孔将泌水排出基坑。当混凝土大坡面得坡角接近顶端模板时，改变混凝土浇筑方向，形成集水坑，及时用水泵将泌水排除，以提高混凝土质量，减少表面裂缝。
2.4.4 表面处理。由于泵送混凝土表面水泥浆较厚，在浇筑后2～8h，初步按标高用长刮尺刮平，然后用木板反复压数遍，使其表面密实，再用贴面板收面后立即用塑料薄膜覆盖。
2.4.5 加强施工管理。在混凝土结构中，强度不是均匀的，裂缝总是从强度最低的薄弱处开始，当混凝土质量控制不严，混凝土离差系数大时裂缝就多。为防止裂缝，必须加强施工管理，提高混凝土的施工质量。
2.5 混凝土的温度监控
2.5.1 混凝土浇筑温度不得超过28℃，混凝土内部与表面的温度差不得超过25℃，混凝土的温度骤降不得超过10℃，具体可在垂直方向在距混凝土表面10cm以及混凝土中间分别布置二个测温点，水平方向分别在距边缘1m和中间部位布置。
2.5.2 在混凝土升温阶段，需每隔2～3d进行一次温度测量，在温度下降阶段则4～8h测量温度一次。
2.5.3 大体积混凝土在浇筑完毕待其收水后，在混凝土的表面，模板的外侧面覆盖塑料膜和湿草帘，以防散热过快。
2.5.4 根据检测结果，如果混凝土上内部温度升温过快，表面保温效果不好，混凝土内部与表面温度之差有可能变化比较大，应及时增加保温厚度。
2.6 采用有效的养护措施
大体积混凝土模板拆除按相关技术规范要求外，应适当推迟拆模时间，以充分利用模板的保温、保湿作用，防止早期裂缝的发生。为保证混凝土内外温差不超过25℃，要根据气候条件采取温控措施对大体积混凝土进行养护。
大体积混凝土养护应由专人负责，并做好养护记录。养护工作应在浇筑完毕后12～18h内开始，夏季采用覆盖草袋洒水以降低混凝土温度峰值等养护措施，冬季采取封闭保温畜热措施，使混凝土表面经常保持湿润状态和适宜的温度。养护期间保证在混凝土内冷却循环水的正常循环，采用这种内散外畜综合养护措施，可有效降低混凝土的温升值，同时可缩短养护周期，对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。
对柱、墙的养护，要尽量做到封闭，防止局部混凝土造成较大温差或受冻而产生裂缝。
大体积混凝土施工严格执行现行规范和强制性条件要求，最终检验根据监测结果，以工程是否出现有害裂缝判断其施工的质量控制成果（注意区别混凝土表面出现的缝宽极小且在规范允许范围内的发丝状龟裂）。
3 结束语
综上所述，控制温度裂缝应根据具体情况选择施工措施：可以控制大体积混凝土水泥用量，选用低水化热水泥，掺加合适的外加剂，优化混凝土配合比，完善浇注工艺，以及加强养护工作等，同时应做好充分的施工准备、加强现场协调与组织管理。面对应用日益广泛的大体积混凝土工程，我们必须不断总结经验，完善技术措施，提高大体积混凝土的施工质量，从而使其施工走上成熟和规范化的道路。
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