中国科技信息2023年5期

浅谈建筑工程大体积混凝土裂缝控制技术

郭东旭

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摘要：随着城镇化的发展，城市土地资源更加稀缺。为了节约土地资源，超高、大体量建筑工程不断出现，对混凝土的使用提出了更高的要求。混凝土是当今建筑工程施工中常用的材料，主要是由水泥、混合砂石、添加剂及骨料等材料组成。混凝土在施工中容易受到环境、温度、技术等因素的影响，常常产生裂缝，尤其是大体积混凝土，由于其浇筑混凝土体量大、施工过程复杂、养护难度大，更容易产生裂缝。若混凝土表面发生裂缝，就会降低大体积混凝土结构的承载力和耐久性等，影响建筑物的整体结构安全，甚至引起建筑物的破损或坍塌等严重事故。所以，在建筑工程施工中必须合理解决大体积混凝土产生裂缝的问题，做好技术预防与控制措施，减少人力物力损耗。本文仅就建筑工程大体积混凝土裂缝控制技术进行剖析。

关键词：建筑工程；大体积混凝土；裂缝控制技术

中图分类号：TU528

文献标识码：A

引言

大体积混凝土是现代大型建筑工程施工中的常用材料，由于环境、温度、技术等多种因素会导致出现裂缝，从而影响建筑结构的抗渗性和耐久性。基于此，只有在设计、施工和养护环节采取必要的针对性措施，合理选择混凝土原料，并做好设计、施工及养护工作，有效提升大体积混凝土结构的性能，才能实现裂缝的有效控制。

1大体积混凝土裂缝成因

1.1温度裂缝

大体积混凝土在浇筑期间，水泥与水产生反应，并释放大量的热，随着热量的增加，大体积混凝土的表面温度被及时释放，而内部温度不能及时释放，造成内外部温差增加。水泥浇筑初期，因大体积混凝土弹性模量与强度较低，其约束应力也较小，所以该阶段不会出现温度裂缝，随着水泥浇筑的持续推进，大体积混凝土龄期的增加，弹性模量与强度随之增加，导致大体积混凝土的变形约束力增强，使得大体积混凝土结构内部的温度应力增加，当温度应力超过抗拉强度时就会出现裂缝，造成大体积混凝土发生温度裂缝。根据当前的施工技术，温度裂缝会出现在大体积混凝土表面，也会出现在大体积混凝土内部结构中，且裂缝宽度也各不相同，一般情况下，夏季温差小所产生的裂缝宽度也较小，而冬季温差大所产生的裂缝也更大。温度裂缝走向无规律可言，其中横竖裂缝较为常见。

1.2沉陷裂缝

通常情况下，建筑工程项目的地基基础是否稳定会直接影响大体积混凝土沉陷裂缝的产生，沉陷裂缝多是因结构地基下沉引起的。在建筑工程项目中，若地基选址不慎，导致地基的地质条件不佳，或地基回填不到位；或混凝土模板的支撑力不足等，都会造成大体积混凝土沉陷裂缝的发生，该类裂缝一般是贯穿型裂缝，会直接影响建筑工程的整体结构安全，严重的还会造成裂缝错位，直接威胁建筑物的稳定性。

1.3干缩裂缝

干缩裂缝是大体积混凝土裂缝常见的一种类型，包括网状裂缝与平行状细纹裂缝等，裂缝宽度多在0.05~0.2mm之间。究其原因是在部分建筑工程施工过程中，因水泥用量及水灰配比不当，混凝土浇筑完成后水分大量蒸发，导致建筑工程大体积混凝土出现干缩裂缝，干缩裂缝会导致大体积混凝土承载力下降，进而影响建筑工程的使用寿命与耐久性。

2建筑工程大体积混凝土裂缝控制技术要点

2.1设计阶段裂缝控制

设计阶段，设计人员要严格遵守施工标准，不仅要确保大体积混凝土的强度符合要求，还要确保其抗弯与抗冲切性符合要求。首先是要选择合理的结构类型，尽量避免应力过于集中。在设计大体积混凝土结构时，要尽量避免发生方形空隙或突然变化。孔洞应设计成圆形，从而避免应力集中；并且在孔洞周围增加倾斜钢筋或钢丝网，同时在可变截面中逐步改进。其次是接缝处要尽量减少大体积混凝土约束力。接缝合理能大大减少大体积混凝土的约束力，减少约束范围，降低地基混凝土强度，从而减少温度应力，避免出现温度裂缝。若地基为软土，可选择沙垫加固地基的形式，以降低地基基础对大体积混凝土的约束，同时增加地基承载力，以减少地下水对地基的影响；若基座为硬岩，可在地基底部增加滑动层，或安装后浇筑，从而减少温度对大体积混凝土的影响，避免发生温度裂缝与收缩裂缝。第三是控制好混凝土的强度，一般情况下，大体积混凝土的强度达到C50标准，即使符合设计要求，若施工中温差大，还是会出现温度裂缝，所以要在符合强度要求的基础上根据建筑工程需求适当降低大体积混凝土强度等级，以C25~C40的混凝土等级为宜。

2.2混凝土浇筑

在浇筑大体积混凝土的过程中，要尽量减少内外部温差，通常可选择跳仓浇筑法或分层浇筑法，使其未凝结时就充分释放内部应力，避免因约束或应力大而出现温度裂缝；采取分块浇筑混凝土的方法能减少各浇筑段产生的蓄势量，有效减少水化热引起的温度裂缝。同时，在浇筑大体积混凝土的过程中要尽量避免在特殊天气施工，减少大风、雨雪等天气对大体积混凝土性能带来的不利影响。夏季与冬季温差较大，并且冬夏季节浇筑大体积混凝土难度大，所以在冬夏季节浇筑大体积混凝土的过程中要做好保温或保湿工作；在雨雪天气浇筑大体积混凝土后要用塑料薄膜覆盖成品，避免大体积混凝土未凝结而被雨水冲刷掉。此外，在浇筑大体积混凝土的过程中还要振动，不得过度振捣或漏振，避免大体积混凝土沁水出现的收缩裂缝。总之，合理控制大体积混凝土内外部温差，可以让大体积混凝土模板的拆卸时间提前，从而降低出现温度裂缝的概率。

2.3养护阶段裂缝控制

混凝土浇筑完毕后，要做好大体积混凝土养护工作，减缓大体积混凝土温度下降速度，使其发生化学反应后能够依靠自身抗拉强度避免裂缝的产生。养护工作要在大体积混凝土浇筑完成后12h内开展，养护形式应根据建筑工程实际情况选择喷雾养护或覆盖养护，养护时间在20天左右。常用的养护材料是塑料薄膜，此外土工布或麻袋也可作为养护材料的替代品。

3大体积混凝土裂缝预防措施

3.1加强材料控制

第一，尽量选择中低热水泥。因混合物含量或矿物质成分各不相同，所以水泥水化热反应也存在一定的差异，相较于普通水泥，矿渣硅酸盐水泥的水化热反应只有普通水泥的60%，并且耐腐蚀性也比普通水泥好，所以在预算允许的情况下，尽量选择矿渣硅酸盐水泥。第二，要选择性能更好的骨料。在骨料的选择上，要尽量选择热化性能好、含泥量少的骨料，同时在大体积混凝土配料过程中要严格控制泥浆含量与骨料等级。

3.2采用薄壁冷水循环系统

薄壁冷水循环系统包括蒸发器、冷水泵、冷凝器、冷却水泵、冷却塔、薄壁冷却水管、温度传感器及缓冲水箱等设施，它的工作原理是借助温度反馈系统来自动调节冷却水的循环系统，实现对混凝土内部的温度控制，使大体积混凝土通过热传递与冷却水管效应把混凝土内的热量传递给冷却水系统，从而降低混凝土内部热量，避免混凝土内部的水化热反应造成的温度裂缝。

3.3预冷拌和水与骨料

利用预冷拌和水与骨料控制大体积混凝土内部温度，能减少大体积混凝土裂缝的产生，预冷拌和水的水源通常选择地下水或使用制冷机来冷却水，大体积混凝土与骨料搅拌前要先用冷水来冲刷骨料，并在搅拌过程中向其中渗入冰屑，并利用湿麻袋或遮阳棚对骨料进行降温处理，从而起到降低水化热反应的目的，避免温度裂缝的出现。

结束语

综上所述，大体积混凝土裂缝会给结构的安全使用带来隐患，需要施工人员根据建筑工程结构合理选择混凝土原料，并做好设计、施工及养护阶段的裂缝控制工作，有效提升大体积混凝土结构的性能。只有结构完整性能稳定没有裂缝的大体积混凝土结构，才有安全可靠的建筑工程，也才能避免大体积混凝土损毁造成的人员伤亡与财产损失。

参考文献

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