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摘要：随着经济的发展，建筑技术的应用，建筑规模扩大，大型现代化技术设施及构筑物不断增多，大体积混凝土逐渐成为构成大型设施和构筑物主体的重要组成部分。大体积混凝土施工技术难度大，如果施工的方法不当，易出现结构问题及混凝土的各种裂纹。本文首先对大体积混凝土进行了详细的说明，其次给出了大体积混凝土产生裂缝的原因，最后从技术管理的角度提出了解决方案，并给出了混凝土的浇筑方法和养护措施。
关键词：水闸工程、大体积、混凝土、裂缝
中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：
一、前言 混凝土浇筑中的裂缝控制是长期困扰人们的一个难题! 尤其是对水闸闸底板和闸墩而言"：一方面它们混凝土体积大"，另一方面这些部位混凝土标号相对较高"因此更易开裂! 裂缝会加速混凝土碳化和钢筋锈蚀"并产生恶性循环"严重破坏混凝土结构的安全性和耐久性"所以裂缝控制显得更为重要!
二、什么是大体积混凝土大体积混凝土具有形体庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求较高等特点。除了必须具有足够的强度、刚度和稳定性以外，还应满足结构物的整体性和耐久性等方面的特殊要求。到底混凝土块体多大，才能称为大体积混凝土呢?目前为止很难下一个确切的定义。日本建筑学会标准的定义是：“结构断面最小尺寸在80cm以上，水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差，预计超过25摄氏度的混凝土，称为大体积混凝土”。
三、产生裂缝的原因
产生裂缝有多方面原因，如约束情况、周围环境温度、混凝土的均匀性、分段的适宜性、浇筑形式、原材料质量、地基风度、变形等。但产生裂缝的主要原因有3种：一是由外荷载引起的；二是结构次应力引起的裂缝；三是变形应力引起的裂缝，是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的结构变形。大体积混凝土的裂缝情况比较复杂，但温度应力引起的裂缝是重要因素之一。因此，施工时出严格控制温度变化及配合比，保证混凝土质量均匀、振捣密实、及时养护保温等，是大体积混凝土施工中应重点解决的问题。
影响混凝土温度上升的因素
1、单方水泥用量
大体积混凝土内部的温度上升，主要是由于水泥水化热蓄积造成的。因此，在配制大体积混凝土时，应尽可能减少单方水泥用量。经验认为，单方水泥用量每减少10kg混凝土内部温度可降低l0C 。因此，可采用加大粗骨料最大粒径、降低施工坍落度及采用减水剂等方法达到降低单方水泥用量的目的，同时应尽可能采用早期水化、热度低的水泥。
2、混凝土浇注温度混凝土浇筑温度也应严格控制，混凝土浇筑温度越易加快水泥水化，一般浇筑温度每提高100C ，混凝土内部温度约多上升300C ～500C 。混凝土浇筑温度lO0C 时较多300C 时，其早期混凝土内部温度相差很大。因此，有相关规定：大体积混凝土的浇筑温度不得高于250C 。
3、混凝土表面积
混凝土结构物不断从表面散发热量，随结构物的形状、尺寸不同，其散热情况也不同，从而影响混凝土内部的最高温度区和热量分布状况。另外形成大体积混凝土温度裂缝的原因还有内部约束力和外部约束力，结构物部件即使没有外部约束，其本身也由于内部和表面温度的差异而产生应力，称为内部约束应力。当混凝土浇筑后由水泥水化热而产生的温度中心部较表面为高，中心部的热膨胀也较表面为大，因而在中心产生压应力而表面则产生拉应力。应力的计算曾有多种方案，当假定温度分布曲线为抛物线时，表面拉应力d1可按下式计算：d1=2／3E1 @△T1，式中@为线膨胀系数；E1为混凝土的弹性模量；△Tl为混凝土部件中心温度和表面温度差。
4、外部约束力
另外，大体积混凝土结构物因温度而发生变形时，外部有一种约束其变形的力量，此应力称为外部约束应力。当混凝土部件无外部约束时，其受热部位可自由膨胀，故不产生约束应力。当混凝土与地基或旧混凝土浇注在一起时，在温度变化时，其膨胀部位受到约束应力，若拉力超过混凝土的抗拉强度则出现垂直裂缝。
四、防止温度和收缩裂缝的技术措施 着重控制混凝土温升,延缓混凝土降温速度,减少混凝土收缩,提高混凝土极限拉伸值。改善约束程度和增加设计构造配筋,同时在大体积混凝土结构施工过程中进行温度监测。 1、 控制混凝土温升: （1)选用低水化热水泥品种,例如:可以选用矿渣硅酸盐水泥。 （2)外加剂掺合料:可掺用复合型外加剂及粉煤灰,以减少绝对用水量和水泥用量,改善混凝土和易性,延长缓凝时间。 （3)骨料选择;原则是以自然连续级配粗骨料配制混凝土,可优选5-40mm不等,减少混凝土收缩,含泥量<1%,骨料中针片状颗粒含量<10%。细骨料选用中粗砂,含泥量<2%,这样可以减少用水量。 （4)控制浇筑入模温度,最高浇筑温度应≯28℃。 2 、延缓混凝土降温速度 （1)混凝土保温保湿养护大体积混凝土浇筑以后,为了减少升温阶段内 外温差,防止产生裂缝,应给予正当保温养护和潮湿养护。在潮湿条件下可防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝,使水泥顺利进行水化,提高混凝土极限拉伸值。对混凝土进行保温、保湿养护,可使混凝土水化热降温速度延缓,减少结构内外温差,防止产生过大的温度应力和产生温度裂缝。 （2)养护材料选择。对于大面积底板面,应先铺一层塑料薄膜后,铺草袋或麻袋做好保温、保湿养护。必须根据混凝土内表温和降温速度及时调整养护措施,养护时间应不小于14d。 3 、减少大体积混凝土收缩,提高混凝土极限拉伸值。 （1)混凝土配合比:采用泵送混凝土,砂率为40%-43%,在满足可泵性的前提下,应尽量降低砂率。粗骨料中针片状颗粒含量≯10%,中砂通过0.315mm筛孔的砂不小于15%。泵送混凝土宜掺适量粉煤灰,坍落度在满足泵送条件下尽量选小值,以减少收缩变形。 （2)混凝土施工:采用斜面分层连续浇筑,不出冷缝。对大面积板面应去除浮浆,实行二次压面,以减少表面的收缩裂缝,并排除混凝土在振捣过程中泌水。 4、 设计构造上的改善在结构应力集中部位,加抗裂钢筋,做局部加强处理,以防止裂缝的开展。 5 、施工温度监测工作 为了解决大体积混凝土水化热造成不同深度处温度场的变化规律,应采取措施随时监测混凝土内部温度情况,我公司与黑龙江低温建筑科学研究所合作，采用其先进的电子测温技术。
五、混凝土现场浇筑 1、浇筑条件;底板钢筋已绑扎完毕,经验收后办理完隐检手续。商品混凝土运至现场,技术资料齐全,检查坍落度。 2、混凝土浇筑:混凝土利用地泵进行浇筑,采用斜面分层的原则。利用混凝土自然流淌形成斜坡,每层厚45cm左右。使用Φ50的振动棒斜插振捣与混凝土流淌面垂直,振搗工作从下面开始,分为上、中、下3个部位。振捣上层混凝土时,振捣棒插入下层混凝土>5cm,振捣棒移动间距400mm左右。振捣棒快插慢拨,振至表面出浮浆且能够不要下陷为好。2层混凝土浇筑时间间隔不应大于4h。混凝土浇筑5h后,按底板上皮标高用刮杠刮平,并用木抹子反复搓压。
六、混凝土养护及测温 1、底板混凝土要派专人进行养护工作,养护时间14昼夜,要求保持混凝土表面有充分的水分。采用先铺一层塑料薄膜后加铺二层麻袋做好保温、保湿养护。 2、测温孔应沿底板对称轴布置,两孔的间距为3m。孔深为:10cm和55cm间隔布置,测温时间从混凝土初凝后开始,每4h一次,控制混凝土中心温度和表面温度之差<25℃。混凝土中心温度基本上同混凝土表面温度一致时,停止测温。测温工作由黑龙江低温建筑科学研究安排专人进行,做好了计算机进行详细的测温记录,最后底板混凝土施工完成后,未出现裂缝。
七、结束语
总之,在大体积混凝土施工中,加强施工管理,采取必要的技术措施,严格控制内外温差,是能够确保混凝土质量的。同时，裂缝可以得到减少和控制。
参考文献：
［1］《建筑施工手册（第二版）编写组》．建筑施工手册.北京：中国建筑工业出版社
［2］中国建筑工业出自社编辑部现行建筑施工规范大全.北京.中国建筑工业出版社
［3］浙江省土木建筑学会施工学术委员会.基础工程施工实例.浙江．浙江大学出版社
关键词：水闸工程、大体积、混凝土、裂缝
中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：
一、前言 混凝土浇筑中的裂缝控制是长期困扰人们的一个难题! 尤其是对水闸闸底板和闸墩而言"：一方面它们混凝土体积大"，另一方面这些部位混凝土标号相对较高"因此更易开裂! 裂缝会加速混凝土碳化和钢筋锈蚀"并产生恶性循环"严重破坏混凝土结构的安全性和耐久性"所以裂缝控制显得更为重要!
二、什么是大体积混凝土大体积混凝土具有形体庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求较高等特点。除了必须具有足够的强度、刚度和稳定性以外，还应满足结构物的整体性和耐久性等方面的特殊要求。到底混凝土块体多大，才能称为大体积混凝土呢?目前为止很难下一个确切的定义。日本建筑学会标准的定义是：“结构断面最小尺寸在80cm以上，水化热引起混凝土内的最高温度与外界气温之差，预计超过25摄氏度的混凝土，称为大体积混凝土”。
三、产生裂缝的原因
产生裂缝有多方面原因，如约束情况、周围环境温度、混凝土的均匀性、分段的适宜性、浇筑形式、原材料质量、地基风度、变形等。但产生裂缝的主要原因有3种：一是由外荷载引起的；二是结构次应力引起的裂缝；三是变形应力引起的裂缝，是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的结构变形。大体积混凝土的裂缝情况比较复杂，但温度应力引起的裂缝是重要因素之一。因此，施工时出严格控制温度变化及配合比，保证混凝土质量均匀、振捣密实、及时养护保温等，是大体积混凝土施工中应重点解决的问题。
影响混凝土温度上升的因素
1、单方水泥用量
大体积混凝土内部的温度上升，主要是由于水泥水化热蓄积造成的。因此，在配制大体积混凝土时，应尽可能减少单方水泥用量。经验认为，单方水泥用量每减少10kg混凝土内部温度可降低l0C 。因此，可采用加大粗骨料最大粒径、降低施工坍落度及采用减水剂等方法达到降低单方水泥用量的目的，同时应尽可能采用早期水化、热度低的水泥。
2、混凝土浇注温度混凝土浇筑温度也应严格控制，混凝土浇筑温度越易加快水泥水化，一般浇筑温度每提高100C ，混凝土内部温度约多上升300C ～500C 。混凝土浇筑温度lO0C 时较多300C 时，其早期混凝土内部温度相差很大。因此，有相关规定：大体积混凝土的浇筑温度不得高于250C 。
3、混凝土表面积
混凝土结构物不断从表面散发热量，随结构物的形状、尺寸不同，其散热情况也不同，从而影响混凝土内部的最高温度区和热量分布状况。另外形成大体积混凝土温度裂缝的原因还有内部约束力和外部约束力，结构物部件即使没有外部约束，其本身也由于内部和表面温度的差异而产生应力，称为内部约束应力。当混凝土浇筑后由水泥水化热而产生的温度中心部较表面为高，中心部的热膨胀也较表面为大，因而在中心产生压应力而表面则产生拉应力。应力的计算曾有多种方案，当假定温度分布曲线为抛物线时，表面拉应力d1可按下式计算：d1=2／3E1 @△T1，式中@为线膨胀系数；E1为混凝土的弹性模量；△Tl为混凝土部件中心温度和表面温度差。
4、外部约束力
另外，大体积混凝土结构物因温度而发生变形时，外部有一种约束其变形的力量，此应力称为外部约束应力。当混凝土部件无外部约束时，其受热部位可自由膨胀，故不产生约束应力。当混凝土与地基或旧混凝土浇注在一起时，在温度变化时，其膨胀部位受到约束应力，若拉力超过混凝土的抗拉强度则出现垂直裂缝。
四、防止温度和收缩裂缝的技术措施 着重控制混凝土温升,延缓混凝土降温速度,减少混凝土收缩,提高混凝土极限拉伸值。改善约束程度和增加设计构造配筋,同时在大体积混凝土结构施工过程中进行温度监测。 1、 控制混凝土温升: （1)选用低水化热水泥品种,例如:可以选用矿渣硅酸盐水泥。 （2)外加剂掺合料:可掺用复合型外加剂及粉煤灰,以减少绝对用水量和水泥用量,改善混凝土和易性,延长缓凝时间。 （3)骨料选择;原则是以自然连续级配粗骨料配制混凝土,可优选5-40mm不等,减少混凝土收缩,含泥量<1%,骨料中针片状颗粒含量<10%。细骨料选用中粗砂,含泥量<2%,这样可以减少用水量。 （4)控制浇筑入模温度,最高浇筑温度应≯28℃。 2 、延缓混凝土降温速度 （1)混凝土保温保湿养护大体积混凝土浇筑以后,为了减少升温阶段内 外温差,防止产生裂缝,应给予正当保温养护和潮湿养护。在潮湿条件下可防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝,使水泥顺利进行水化,提高混凝土极限拉伸值。对混凝土进行保温、保湿养护,可使混凝土水化热降温速度延缓,减少结构内外温差,防止产生过大的温度应力和产生温度裂缝。 （2)养护材料选择。对于大面积底板面,应先铺一层塑料薄膜后,铺草袋或麻袋做好保温、保湿养护。必须根据混凝土内表温和降温速度及时调整养护措施,养护时间应不小于14d。 3 、减少大体积混凝土收缩,提高混凝土极限拉伸值。 （1)混凝土配合比:采用泵送混凝土,砂率为40%-43%,在满足可泵性的前提下,应尽量降低砂率。粗骨料中针片状颗粒含量≯10%,中砂通过0.315mm筛孔的砂不小于15%。泵送混凝土宜掺适量粉煤灰,坍落度在满足泵送条件下尽量选小值,以减少收缩变形。 （2)混凝土施工:采用斜面分层连续浇筑,不出冷缝。对大面积板面应去除浮浆,实行二次压面,以减少表面的收缩裂缝,并排除混凝土在振捣过程中泌水。 4、 设计构造上的改善在结构应力集中部位,加抗裂钢筋,做局部加强处理,以防止裂缝的开展。 5 、施工温度监测工作 为了解决大体积混凝土水化热造成不同深度处温度场的变化规律,应采取措施随时监测混凝土内部温度情况,我公司与黑龙江低温建筑科学研究所合作，采用其先进的电子测温技术。
五、混凝土现场浇筑 1、浇筑条件;底板钢筋已绑扎完毕,经验收后办理完隐检手续。商品混凝土运至现场,技术资料齐全,检查坍落度。 2、混凝土浇筑:混凝土利用地泵进行浇筑,采用斜面分层的原则。利用混凝土自然流淌形成斜坡,每层厚45cm左右。使用Φ50的振动棒斜插振捣与混凝土流淌面垂直,振搗工作从下面开始,分为上、中、下3个部位。振捣上层混凝土时,振捣棒插入下层混凝土>5cm,振捣棒移动间距400mm左右。振捣棒快插慢拨,振至表面出浮浆且能够不要下陷为好。2层混凝土浇筑时间间隔不应大于4h。混凝土浇筑5h后,按底板上皮标高用刮杠刮平,并用木抹子反复搓压。
六、混凝土养护及测温 1、底板混凝土要派专人进行养护工作,养护时间14昼夜,要求保持混凝土表面有充分的水分。采用先铺一层塑料薄膜后加铺二层麻袋做好保温、保湿养护。 2、测温孔应沿底板对称轴布置,两孔的间距为3m。孔深为:10cm和55cm间隔布置,测温时间从混凝土初凝后开始,每4h一次,控制混凝土中心温度和表面温度之差<25℃。混凝土中心温度基本上同混凝土表面温度一致时,停止测温。测温工作由黑龙江低温建筑科学研究安排专人进行,做好了计算机进行详细的测温记录,最后底板混凝土施工完成后,未出现裂缝。
七、结束语
总之,在大体积混凝土施工中,加强施工管理,采取必要的技术措施,严格控制内外温差,是能够确保混凝土质量的。同时，裂缝可以得到减少和控制。
参考文献：
［1］《建筑施工手册（第二版）编写组》．建筑施工手册.北京：中国建筑工业出版社
［2］中国建筑工业出自社编辑部现行建筑施工规范大全.北京.中国建筑工业出版社
［3］浙江省土木建筑学会施工学术委员会.基础工程施工实例.浙江．浙江大学出版社