论文部分内容阅读
摘 要：随着我国社会经济建设规模的不断扩大，工民建施工中大坝、桥梁、工业建筑中的基础大体积混凝土应用收到广泛的关注。如何控制大体积混凝土质量成为了一个重要课题。
关键词：大体积混凝土；防裂措施；补救措施
一、工民建施工中大体积混凝土结构的定义
工民建施工中大体积混凝土结构的定义是指在工业与民用建筑结构中，现场浇筑大体积混凝土结构的几何尺寸较大；且由于水泥水化热不易散发特质，在外界环境或内力的作用下，很容易产生温度收缩裂缝的状况，以最大的限度减少开裂情况而必须采取相应的技术措施解决水泥水化热问题以及随之而来的体积变形问题，这种结构通称为大体积混凝土结构。
二、工民建施工中大体积混凝土温度裂缝的产生原因
工民建施工中大體积混凝土温度裂缝的产生原因裂缝的主要原因如下：
1、水泥水化热
水泥在水化过程中产生一定的热量，是工民建施工中大体积混凝土内部热量的主要来源。因为大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在结构内部不容易挥发，所以将会导致大量热量的聚集，引起温度急剧上升。混凝土的导热性比较差，在建筑施工浇筑初期，混凝土的弹性模量和强度都十分低的情况下，对于大体积混凝土水化热现象所引起温度急速上升变形约束不大，温度应力也就较小。然而随着大体积混凝土工程建成的时间越来越长，弹性模量和强度会相应的提高，对大体积混凝土降温收缩变形的约束越来越强，就形成了很大的温度应力，当大体积混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，就会开始形成温度裂缝。水泥水化热也就是大体积混凝土温度裂缝产生的原因之一。
2、外界气温变化
温度应力是由于外界温差导致的变形造成的，外界温差越大，温度应力也就越大。工民建施工中大体积混凝土建筑施工期间，外界气温的变换实际情况对大体积混凝土的裂缝产生有非常重要的影响。大体积混凝土的内部温度是浇筑时温度、水化热和结构散热降温等等各种温度的叠加之和决定的。外界气温越高，大体积混凝土的浇筑温度也就越高；如果外界温度下降，将造成大体积混凝土内外层的温度梯度，从而形成大体积混凝土裂缝。
3、约束条件
工民建施工中大体积混凝土建筑结构在变形时，将受到一定的阻碍而阻挡其自由变形，这种阻碍被称为“约束”。约束分为外约束与内约束。工民建施工中大体积混凝土由于外界温度变化产生变形，这种变形受到约束才形成应力，在全约束条件下，大体积混凝土建筑结构的变形，应当是温差和混凝土线膨胀系数的乘积，当变形超过大体积混凝土的极限拉伸值的时候，建筑结构就会出现裂缝，这就成为了大体积混凝土裂缝的原因。
三、工民建施工中大体积混凝土质量控制对策
（一）工民建施工中大体积混凝土温度裂缝的温控防裂措施
1、工民建施工中选择混凝土原材料、优化混凝土配合比，要求大体积混凝土的绝热温升较小、感应抗拉力较大、热强比较小、自身体积造成的变形最好是微变形为宜。
（1）选择水泥的要求。工民建施工中不同的部位水泥有不同的选择要求。对于内部的水泥，必须要求考虑低热、高强两方面，一般需要采用低热的水泥。而对于外部的水泥除了需要考虑抗裂性能外，还要考虑耐磨性、抗冻性等问题，一般使用较高标号的水泥。如果在受硫酸盐侵蚀的环境下，一般采用抗硫酸盐水泥。
（2）混凝土配合比的优化。在混凝土强度和流动条件固定的情况下，尽可能的节省水泥，从而达到降低混凝土的绝热温升的效果。
（3）工民建施工中混合材料的掺入。混合材料的掺入一般主要需要用来降低混凝土的绝热温升的状况，提高抗裂性能。目前我国使用最广泛的混合材料是矿渣和粉煤灰。
（4）新型材料的出现。工民建施工中新型材料的出现可以达到弥补传统混凝土水化热大的缺点。
（5）工民建施工中外加剂的掺入。外加剂一般有引气剂、缓凝剂、减水剂等。引气剂的掺入将会增加混凝土的抗冻融抗裂能力。缓凝剂的掺入一般用于夏季施工。减水剂的的掺入具有增强和增塑两个作用。
2、工民建施工中控制混凝土的温度重中之重
在工民建施工中控制混凝土的温度是防止大体积混凝土出现裂缝的重要控制措施。
（1）在工民建施工中降低浇筑时的温度。使用冷却水、冰块等降低混凝土的出机口温度的措施，在工民建施工中采用大面积浇筑等方法减少浇筑过程中可能出现的温度回升问题。
（2）水管冷却。在工民建施工中，建筑往往需要预埋钢管，在钢管中通冷水，达到在浇筑过程降低大体积混凝土温度的效果。
（3）在工民建施工中混凝土表面的保温养护。大体积混凝土浇筑完毕后需要及时保温养护，以减少因为外界内外温差所可能引起的开裂问题。
3、工民建施工中合理的结构形式和分缝分块的重要性
为了预防大体积混凝土裂缝产生的可能性，在工民建施工中会采取一系列施工方法比如分层分块、后浇带等。这些施工方法依据就是“整”化“零”的思想。预先设置的这些“缝” 既可以减少温度应力，在混凝土浇筑过程中会产生很大的热能，外部又将会受到约束，所以可以通过这些“缝”很好的释放掉热能，进而减少温度应力；又可以使得大体积混凝土在一定程度上的自由变形。
工民建施工中大体积混凝土浇筑块的尺寸大小对温度应力与裂缝有巨大的影响。浇筑块越小，温度应力就越小。所以在施工中需要严格的控制浇筑块的大小。实验表明浇筑块尺寸依然很容易出现裂缝，所以我们施工人员还需要及时有效的养护保养。
4、工民建施工中需要重视施工的管理
（1）提高工民建施工的质量。从众多的工程案例能够看出，施工质量越高，大体积混凝土产生的裂缝的状况就相对越少。所以提高施工质量对大体积混凝土产生的裂缝的影响非常大。
（2）工民建施工尽量在相对低温时浇筑大体积混凝土。
（3）工民建施工大体积混凝土需要做到薄层、短间隙、均匀上升。
（4）大体积混凝土的保温养护。混凝土浇筑完毕后需要及时保温养护，从而减少因为外界内外温差引起的开裂问题。
（二）工民建施工中大体积混凝土裂缝的补救措施
（1）灌浆、嵌缝封堵法
灌浆补救法主要适用于对结构整体性有影响或者有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料挤压入大体积混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后会与混凝土形成一个整体，从而达到封堵加固裂缝的作用。常用的胶结材料有水泥浆、甲基丙烯酸酷、环氧树脂、聚氨醋等等化学材料。
嵌缝补救法是裂缝封堵中最常用的一种方法之一，它一般是指在槽中嵌刚性止水或填塑性材料，以起到封闭裂缝的作用。常用的刚性止水性材料为聚合物水泥砂浆。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、丁基橡胶、塑料油膏等等。
（2）表面修补法
一般适用于稳定的和对结构承载能力没有影响的表面裂缝或者深进裂缝的处理。通常情况下的处理措施是采取在裂缝的表面涂抹环氧胶泥、水泥浆或者在大体积混凝土表面涂刷油漆、沥青等等防腐的材料，在预防的同时为了防止大体积混凝土有可能出现的开裂现象。一般情况下也可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等补救措施。
（3）结构加固补救法
当大体积混凝土出现裂缝进而影响到混凝土结构的性能的时候，施工必须要考虑采取加固补救法对混凝土结构进行有效及时的处理。在施工中加大混凝土结构的截面面积，采用粘贴钢板加固、在构件的角部外包型钢、预应力法加固、喷射混凝土补强加固以及增设支点加固等等方法。
（4）混凝土置换法
混凝土置换法是处理大体积混凝土裂缝损坏严重时使用的一种有效方法，此方法是指先将损坏的混凝土剔除，然后将需要置换的新混凝土或者水泥砂浆、聚合物或者改性聚合物混凝土材料进行置换的一种方法。
参考文献
[1] 郑东清.大体积混凝土裂缝的形成与控制[J].大科技·科技天地，2010，（5）.
关键词：大体积混凝土；防裂措施；补救措施
一、工民建施工中大体积混凝土结构的定义
工民建施工中大体积混凝土结构的定义是指在工业与民用建筑结构中，现场浇筑大体积混凝土结构的几何尺寸较大；且由于水泥水化热不易散发特质，在外界环境或内力的作用下，很容易产生温度收缩裂缝的状况，以最大的限度减少开裂情况而必须采取相应的技术措施解决水泥水化热问题以及随之而来的体积变形问题，这种结构通称为大体积混凝土结构。
二、工民建施工中大体积混凝土温度裂缝的产生原因
工民建施工中大體积混凝土温度裂缝的产生原因裂缝的主要原因如下：
1、水泥水化热
水泥在水化过程中产生一定的热量，是工民建施工中大体积混凝土内部热量的主要来源。因为大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在结构内部不容易挥发，所以将会导致大量热量的聚集，引起温度急剧上升。混凝土的导热性比较差，在建筑施工浇筑初期，混凝土的弹性模量和强度都十分低的情况下，对于大体积混凝土水化热现象所引起温度急速上升变形约束不大，温度应力也就较小。然而随着大体积混凝土工程建成的时间越来越长，弹性模量和强度会相应的提高，对大体积混凝土降温收缩变形的约束越来越强，就形成了很大的温度应力，当大体积混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，就会开始形成温度裂缝。水泥水化热也就是大体积混凝土温度裂缝产生的原因之一。
2、外界气温变化
温度应力是由于外界温差导致的变形造成的，外界温差越大，温度应力也就越大。工民建施工中大体积混凝土建筑施工期间，外界气温的变换实际情况对大体积混凝土的裂缝产生有非常重要的影响。大体积混凝土的内部温度是浇筑时温度、水化热和结构散热降温等等各种温度的叠加之和决定的。外界气温越高，大体积混凝土的浇筑温度也就越高；如果外界温度下降，将造成大体积混凝土内外层的温度梯度，从而形成大体积混凝土裂缝。
3、约束条件
工民建施工中大体积混凝土建筑结构在变形时，将受到一定的阻碍而阻挡其自由变形，这种阻碍被称为“约束”。约束分为外约束与内约束。工民建施工中大体积混凝土由于外界温度变化产生变形，这种变形受到约束才形成应力，在全约束条件下，大体积混凝土建筑结构的变形，应当是温差和混凝土线膨胀系数的乘积，当变形超过大体积混凝土的极限拉伸值的时候，建筑结构就会出现裂缝，这就成为了大体积混凝土裂缝的原因。
三、工民建施工中大体积混凝土质量控制对策
（一）工民建施工中大体积混凝土温度裂缝的温控防裂措施
1、工民建施工中选择混凝土原材料、优化混凝土配合比，要求大体积混凝土的绝热温升较小、感应抗拉力较大、热强比较小、自身体积造成的变形最好是微变形为宜。
（1）选择水泥的要求。工民建施工中不同的部位水泥有不同的选择要求。对于内部的水泥，必须要求考虑低热、高强两方面，一般需要采用低热的水泥。而对于外部的水泥除了需要考虑抗裂性能外，还要考虑耐磨性、抗冻性等问题，一般使用较高标号的水泥。如果在受硫酸盐侵蚀的环境下，一般采用抗硫酸盐水泥。
（2）混凝土配合比的优化。在混凝土强度和流动条件固定的情况下，尽可能的节省水泥，从而达到降低混凝土的绝热温升的效果。
（3）工民建施工中混合材料的掺入。混合材料的掺入一般主要需要用来降低混凝土的绝热温升的状况，提高抗裂性能。目前我国使用最广泛的混合材料是矿渣和粉煤灰。
（4）新型材料的出现。工民建施工中新型材料的出现可以达到弥补传统混凝土水化热大的缺点。
（5）工民建施工中外加剂的掺入。外加剂一般有引气剂、缓凝剂、减水剂等。引气剂的掺入将会增加混凝土的抗冻融抗裂能力。缓凝剂的掺入一般用于夏季施工。减水剂的的掺入具有增强和增塑两个作用。
2、工民建施工中控制混凝土的温度重中之重
在工民建施工中控制混凝土的温度是防止大体积混凝土出现裂缝的重要控制措施。
（1）在工民建施工中降低浇筑时的温度。使用冷却水、冰块等降低混凝土的出机口温度的措施，在工民建施工中采用大面积浇筑等方法减少浇筑过程中可能出现的温度回升问题。
（2）水管冷却。在工民建施工中，建筑往往需要预埋钢管，在钢管中通冷水，达到在浇筑过程降低大体积混凝土温度的效果。
（3）在工民建施工中混凝土表面的保温养护。大体积混凝土浇筑完毕后需要及时保温养护，以减少因为外界内外温差所可能引起的开裂问题。
3、工民建施工中合理的结构形式和分缝分块的重要性
为了预防大体积混凝土裂缝产生的可能性，在工民建施工中会采取一系列施工方法比如分层分块、后浇带等。这些施工方法依据就是“整”化“零”的思想。预先设置的这些“缝” 既可以减少温度应力，在混凝土浇筑过程中会产生很大的热能，外部又将会受到约束，所以可以通过这些“缝”很好的释放掉热能，进而减少温度应力；又可以使得大体积混凝土在一定程度上的自由变形。
工民建施工中大体积混凝土浇筑块的尺寸大小对温度应力与裂缝有巨大的影响。浇筑块越小，温度应力就越小。所以在施工中需要严格的控制浇筑块的大小。实验表明浇筑块尺寸依然很容易出现裂缝，所以我们施工人员还需要及时有效的养护保养。
4、工民建施工中需要重视施工的管理
（1）提高工民建施工的质量。从众多的工程案例能够看出，施工质量越高，大体积混凝土产生的裂缝的状况就相对越少。所以提高施工质量对大体积混凝土产生的裂缝的影响非常大。
（2）工民建施工尽量在相对低温时浇筑大体积混凝土。
（3）工民建施工大体积混凝土需要做到薄层、短间隙、均匀上升。
（4）大体积混凝土的保温养护。混凝土浇筑完毕后需要及时保温养护，从而减少因为外界内外温差引起的开裂问题。
（二）工民建施工中大体积混凝土裂缝的补救措施
（1）灌浆、嵌缝封堵法
灌浆补救法主要适用于对结构整体性有影响或者有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料挤压入大体积混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后会与混凝土形成一个整体，从而达到封堵加固裂缝的作用。常用的胶结材料有水泥浆、甲基丙烯酸酷、环氧树脂、聚氨醋等等化学材料。
嵌缝补救法是裂缝封堵中最常用的一种方法之一，它一般是指在槽中嵌刚性止水或填塑性材料，以起到封闭裂缝的作用。常用的刚性止水性材料为聚合物水泥砂浆。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、丁基橡胶、塑料油膏等等。
（2）表面修补法
一般适用于稳定的和对结构承载能力没有影响的表面裂缝或者深进裂缝的处理。通常情况下的处理措施是采取在裂缝的表面涂抹环氧胶泥、水泥浆或者在大体积混凝土表面涂刷油漆、沥青等等防腐的材料，在预防的同时为了防止大体积混凝土有可能出现的开裂现象。一般情况下也可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等补救措施。
（3）结构加固补救法
当大体积混凝土出现裂缝进而影响到混凝土结构的性能的时候，施工必须要考虑采取加固补救法对混凝土结构进行有效及时的处理。在施工中加大混凝土结构的截面面积，采用粘贴钢板加固、在构件的角部外包型钢、预应力法加固、喷射混凝土补强加固以及增设支点加固等等方法。
（4）混凝土置换法
混凝土置换法是处理大体积混凝土裂缝损坏严重时使用的一种有效方法，此方法是指先将损坏的混凝土剔除，然后将需要置换的新混凝土或者水泥砂浆、聚合物或者改性聚合物混凝土材料进行置换的一种方法。
参考文献
[1] 郑东清.大体积混凝土裂缝的形成与控制[J].大科技·科技天地，2010，（5）.