关于机制砂大体积混凝土裂缝控制的施工技术应用研究

温宏平

（山西交通职业技术学院，山西 太原 030600）

大体积混凝土硬化凝结中产生大量水化热出现内部温差大使得结构产生强应力，当温差超过25℃后，混凝土抗拉强度遭到破会，进一步造成结构物的裂缝，因此可以采取适当的技术举措控制大体积混凝土的裂缝。

1 大体积混凝土与裂缝类型

1.1 大体积混凝土的概念

日本规定大体积混凝土的结构断面尺寸≥80cm，因水化热导致温差≥25℃的混凝土。我国的规范中提到边长≥20m，厚度≥1m，体积≥400cm3，最小尺寸≥1m，或水化温差大导致裂缝的混凝土为大体积混凝土。

1.2 大体积混凝土的裂缝类型

1、温度裂缝

一般的温度裂缝出现在表面或温差波动较大的混凝土结构之中，尤其在混凝土浇筑完成后开始硬化，水泥在水化中释放出大量的水化热，这些热量不能及时释放出去而聚集在结构物内部，热量连续释放逐渐积累，导致局部温差不均匀，物体热胀冷缩不同步，大体积混凝土变形不一致，在混凝土结构物之间产生不均衡的拉应力以及压应力，一旦应力值超过极限应力值后，混凝土内部以及外表面会出现不规则的裂纹，尤其在混凝土硬化的中后期，混凝土硬度提高，温差变大，尤其混凝土表层散热速度较快，这一温度裂缝产生更加明显剧烈，后期养护如果不到位，热量不能及时释放或者均匀变形，问题就非常的严重，因此混凝土结构内外部热胀冷缩变化，使表面产生较强的拉应力超出混凝土抗拉强度极限值时会出现温度裂缝。

2、沉陷裂缝

因大体积混凝土结构庞大，自身重量较大，地基松软或土质不均匀等原因，会产生沉降现象，导致混凝土结构的沉陷，或者不均匀的变形而产生沉陷裂缝，在工程中沉陷裂缝类型较常见。同时，如果模板的刚度偏低，或者模板支撑间距偏大，致使大体积混凝土产生沉陷裂缝。若模板支撑在冻土之上的结构物在冬季过后，冻土融化地基础及周围基础的不均匀变形，导致结构物混凝土产生不均衡沉降，进一步使得大体积混凝土产生裂缝。

3、塑性收缩裂缝

大体积混凝土在风力大、温度高的外界环境下，在抵抗环境影响的过程中发生塑性收缩变形，导致结构物出现裂纹呈现出中间宽两边细的现象，尤其在混凝土面板及大面积的墙面上效果更明显，这种塑性收缩裂缝一般来说比较大，可以达到 2～3m的长度，对于结构物整体性能的影响较大，较短的裂缝也在 20～30cm之间，主要是因为发生塑性收缩的结构物外界风力大、温度高的时候抵抗外力破坏，中间部位产生较大的剪应力和拉应力，局部地方会差生收缩变形，因此出现板面周边压缩效应导致中间裂缝大两边小的情况，大体积混凝土进一步产生了塑性收缩裂缝现象。

4、干缩裂缝

大体积混凝土干缩裂缝的出现往往与外加剂、水泥的用量以及水灰比、水泥成分等有着密切联系。首先，外加剂增加导致用水量的改变或者混凝土性能改变；其次，水泥的用量的改变及硬化后结构物表面的水分蒸发和内部水分蒸发的不一致性导致混凝土在硬化过程中产生不均匀的干缩变形。尤其在拆模以后，混凝土受到外界影响较大，在短时间你表面内水分大量损失，内部水分损失较慢，湿度较高，外部变形收到内部的约束，引发变形产生较大的拉应力。最后是水泥成分影响，作为凝结材料中化学组分的不同导致会使得大体积混凝土的拉应力不同，在内外不平衡的变形条件下最终产生干缩裂缝。

2 机制砂大体积混凝土裂缝的原因分析

机制砂在混凝土应用中出现各种各样的问题，各方面性能波动较大，主要有外因和内因两方面原因。外因主要是温湿度、原材料、地基沉降、外界风力、养护条件、强度影响等，内因主要是机制砂粒径、结构、尺寸、形状、含泥量、化学成分等因素影响。对于机制砂大体积混凝土来说，由于其内部湿度的波动幅度较小、变化较慢，而外表湿度却可能在短时间内出现大幅波动，在外界环境作用下，若养护措施不到位，导致结构物表面时而干燥时而湿润，机制砂混凝土内部结的制约着外部变形，最终引发裂缝问题。

混凝土结构物属于脆性材料，脆性材料抵抗长久性的极性荷载变形也有时间性，再加上施工过程中经常出现浇筑振捣不均匀、水灰比不稳定等现象，致使同一构件的强度出现严重不均匀的问题，不同部位的抗拉能力也存在一定的差异，此时就会导致构件的薄弱部位出现温度裂缝。

3 机制砂大体积混凝土裂缝控制施工技术的应用

3.1 原材料质量的控制

原材料质量的控制能够进一步降低机制砂大体积混凝体出现裂缝的概率。首先，在进行粗骨料和细骨料选择的时候，粗骨料最好采用连续级配，细骨料则宜采用中砂。其次，在选择外加剂的时候，应尽量采用减水剂、缓凝剂，掺和料则最好选用矿渣粉、粉煤灰等。因此合理选择外加剂对混凝土裂缝问题得到有效控制，如加入石蜡后的大体积混凝土，可在一定程度上控制其降温和升温速度，进而避免因温度波动太快而产生温度裂缝。再次，水泥在混凝土中作用也很关键，在保证坍落度和强度要求的基础上，金亮增加骨料与掺和料掺量而降低水泥的用量。最后，因水泥水化产生水化热大导致大体积混凝土出现温度裂缝，所以用优先选用低水化热水泥配置。此外，还应当加强对混凝土配合比的优化，结合机制砂大体积混凝土配比设计的基本要求，坚持低用水量、低水胶比的原则。

3.2 温度的控制

在保证环境温度适宜的条件下，确保机制砂大体积混凝土入模中温度控制。春秋季为最佳施工季，遇到夏季施工，避免其太阳暴晒，采取措施降低入模温度。同时在混凝土施工的后期，应进一步加强对温度的控制，可通过在混凝土结构内部埋设风管或冷水管等手段来实现对温度的有效控制。

3.3 施工技术的控制

在施工正式开始之前，应进行全面的技术交底，严格检查现场的各项准备工作是否落实到位，同时还要明确各工作人员的职责，严格执行岗位责任制。在浇筑混凝土的过程中，应避免出现混凝土拌合物堆积过高的情况，对于一些比较特殊的部位，应尤其注重控制好浇筑质量。

3.4 早期养护技术

控制好机制砂混凝土的早期养护条件，能够有效防止表面早期裂缝。缩小施工期的温差，表面设置防裂钢筋网进一步控制裂纹的出现。一般来说，混凝土浇筑工作完成之后，应当在其终凝之后 2小时开始进行带水养护，养护期为两周以上，若是在夏季施工，则可采用积水养护的手段。若是在冬季施工，则应当在混凝土表面覆盖一层保温材料，从而降低其散热速度，确保混凝土结构达到应有的强度。

4 结语

总之，通过调整机制砂大体积混凝的原材料质量、施工及养护温度、施工技术等形式来能够控制混凝土结构物表面裂缝的产生，当然我国在机制砂大体积混凝土裂缝控制技术上还存在一定的不足，还需在今后的实践中不断总结经验、改进技术，从而提升机制砂大体积混凝土的施工质量。