大体积混凝土结构裂缝成因及控制措施
摘要：现代工程建筑的发展进步，工程技术水平越来越高。大体积混凝土结构在工程建筑中的应用，不仅提高了建筑工程的质量，而且节省时间，缩短了工期。大体积混凝土结构为现代化高层及大规模建筑建造奠定了基础。但是，大体积混凝土的裂缝问题一直是建筑领域的难题。本论文以大体积混凝土结构的裂缝原因分析作为出发点，首先介绍目前大体积混凝土结构使用状况，然后从物料、工艺、养护等环节就裂缝产生根源进行深度探讨，并就裂缝的危害及解决措施进行研究，以为此问题的解决提出建议和个人观点。
关键词：大体积；混凝土结构；裂缝
一、大体积混凝土结构应用状况介绍
1.大体积混凝土的应用及优越性
所谓大体积混凝土结构，国际上对于它的定义不断进行演变。传统概念中的大体积混凝土结构是根据建造物的尺寸与厚度来定义的，然而目前公认的概念则是指那些由于尺寸大，要求采取措施减小由体积变形引起的裂缝的混凝土结构。
目前，大体积混凝土结构在我国得到了广泛地应用，建筑行业、水利建设行业以及重型机械设备基础建造多采用这种方式。
与普通混凝土结构相比，大体积混凝土结构具有质量优越，操作便捷，工期短等优势。这就为规模较大的建筑工程施工带来了方便。但是大体积混凝土结构对于外部工程条件、施工工艺等有严格的技术要求。施工过程中技术的落后或是操作不当，都会为裂缝产生埋下祸根，因此必须要关注大体积混凝土结构裂缝问题的解决。
2.大体积混凝土结构应用对工程建筑业的影响
大体积混凝土机构的应用是科技进步的产物，使大规模建筑构造成为可能。现代社会发展对资源的需求越来越大，但是土地、电力等能源资源是有限的。大体积混凝土结构的发展为高层楼房建设、大型水利发电站建设起到了重要作用。
同时，大体积混凝土结构裂缝问题一直是制约行业发展的重要问题。如果裂缝防治工作没有做好，轻则产生表面裂缝影响美观，重则导致建筑物损害，发生危险事故。而且裂缝问题严重影响着建筑物的使用，危及人民群众生命财产安全。因此，加强对裂缝问题的管理和控制，刻不容缓。
二、大体积混凝土结构产生裂缝的原因分析
造成大体积混凝土结构产生裂缝的原因是多种多样，我们可将其主要因素归结为四个大方面，即物料选择，工艺操作，外部环境以及养护管理工作。
1.物料使用不当造成的裂缝问题
造成混凝土结构裂缝的物理原理在于混凝土的水热化问题。所谓混凝土水热化是指混凝土在浇筑过程中，由于水泥遇水产生一定温度，而大体积混凝土结构厚度较高，内外部存在温度差异，从而产生裂缝。因此，选择合适的物料配比，降低由于内外温差导致的结构变形和裂缝，才是解决该问题的关键。
物料对于裂缝问题的影响主要体现在两个方面：
（1）基础水泥物料选择与配比问题
水泥是大体积混凝土结构的主要材料，但是它在使用时会出现水热化问题，而且控制难度较大，就导致了裂缝的发生。而且物料选择影响后期工艺，因此要求粗细骨料含泥量必须在科学范围内，否则不仅会导致结构变形，还会降低结构的抗拉强度。水泥选择不当、粗细骨料配比不均衡等都是导致裂缝的关键因素。
（2）辅助物料选择不当
在混凝土结构的浇筑过程中，不仅需要基础的水泥等物料，还需要外加剂。外加剂的功效在于降低水热化作用，节约基础物料使用，降低混凝土收缩，从而改善结构的整体性能。外加剂一般使用缓凝剂、减水剂或是掺合煤灰、矿渣粉。但是外加剂如果选择不当不仅无法起到提高性能的作用，反而会使结构质量下降，结构的抗渗性和流动性等性能降低，水热化问题更加严重。
2.施工工艺流程不当造成的裂缝问题
大体积混凝土结构对于施工工艺流程要求十分严格，操作技术达不到要求会严重影响混凝土结构的质量，产生裂缝。在施工过程中，混凝土浇灌强度不适宜，浇灌的层次和顺序不按标准进行，或是没有综合考虑结构的温度变化，致使振捣后混凝土内外温度差异较大。加之，相关降温工艺不合格，就会使得混凝土在施工过程中温度上升，超过一般要求的28度，发生裂缝问题。
3.施工外部环节和施工条件的不良影响
大体积混凝土结构产生裂缝与外部施工环境和施工条件存在着重要关系。如果外部施工条件温度过高，就会导致内部混凝土散热缓慢。而且，当大体积商混在进行物料搅拌作业时，浇筑温度、水泥水热化温度以及混本身的散热温度结合在一起，外部温度越高，浇筑物料温度就越高，而如果散热不畅就会发生裂缝。同时，在冬季作业时，外部较低的温度，与内部物料的温度形成内外差异，受温差影响，结构同样会发生裂缝。
三、施工过程结构养护与管理工作不到位
大体积混凝土结构的作业周期一般较长，有时在施工过程中可能无法发现裂缝的潜在隐患，必须要对结构进行必要的养护和管理工作。但是有的施工单位不注意，没有采取措施，对结构的温度进行控制和养护，致使其在后期发生裂缝。同时，由于人为因素操作不当，管理工作不到位等问题，没有对结构的温度变化进行监测和跟踪，施工过程、验收过程等环节监管不力，导致结构投入使用时，裂缝问题产生。
四、大体积混凝土结构裂缝的危害性及措施改进
裂缝问题不仅影响建筑物的美观，破坏施工工作的成效，而且对于使用者的安全有巨大威胁。与此同时，裂缝的产生会使结构成本增大，建筑物使用寿命缩短，初期的目标无法实现。因此，必须关注防裂缝问题，做好预防和治理工作。
首先，做好物料选择与配比工作。前面提到物料选择对裂缝的重要影响，因此要特别注意物料材质选择与比例问题。在水泥的选择上，尽量使用水热化作用小的水泥，例如选择矿渣水泥，相对来讲在防裂缝问题上会好些。与此同时，可以通过掺杂优质粉煤灰的办法来减少水泥使用量，降低水热化的发生。同时在物料配比时，注意粗细骨料配比标准，一般粗骨料选择10mm-40mm的连续级配碎石，细骨料模数为2.8-3.11的中砂。只要做好物料配备工作，才能做好混凝土防裂缝的基础工作。 在辅助物料的选择上，外加剂的选择也应该以降低水热化为宜，注意混凝土的密实度与抗渗性，使得混凝土稠密适宜。
其次，提高施工工艺和技术水平。操作工艺的不同，会直接影响混凝土结构的质量。有效的操作工艺，能够降低温差导致的裂缝问题。因此，在进行混凝土浇筑时，尽量采用分段和分层浇筑的方法，或是二者综合使用。在配合工期前提下，尽量做到该工序浇筑层次地接完整，不留缝隙，并做好散热工作，减少温度变化的收缩作用，从而保证层与层之间不会发生裂缝。同时，施工单位应该积极努力寻求提高浇筑的技术水平，不断探求更加科学高效的浇灌方法。
第三，做好养护与温度调整工作。温度使大体积混凝土结构裂缝问题的诱因。因此，施工单位在施工过程中要对施工条件进行综合考虑。在气温高的季节，通过降温施工方法，通过在表面喷水以及覆盖薄膜、草袋等保温材料降低混凝土结构内外温差。而在冬季施工时，则应该采用保温的方法，降低外部较低气温的影响。在施工条件允许下，尽量避开昼夜温差较大的时段。此外，对于温度的测量以及记录，做好温度调整工作，做好保温保湿的养护工作，才能降低裂缝发生的可能性。
最后，加强质量监督管理工作。质量管理工作不是一个单一环节，而是一个体系。对于大体积混凝土防裂缝工作来讲，施工单位应该树立质量管理意识和质量监管体系，全程对可能引发裂缝问题的因素进行管控。组织人员进行温度测试以及相关的保护措施。同时，加强对造作人员专业知识的培训以及应急事件处理方法的培训，帮助他们更好进行混凝土的浇筑作业。质量监管工作同时也是是土地管理部门、建筑管理部门、社会公众等共同的责任。因为大体积混凝土施工不仅仅是施工单位的事情，更关系广大使用者和受益人的安全。
五、结语
综上所述，无论是工程建筑施工单位还是过程中的管理人员都应该做好大体积混凝土结构的防裂缝工作。因为这不仅仅关系着大型结构最终的质量，而且关系着使用者的安全。做好大体积混凝土结构防裂缝工作，对于施工单位来说，能够节约成本，提高工程质量，取得圆满建造成果；对于用户来讲，使用寿命延长，质量能够得到可靠保障；对于工程建筑也来讲，大体积混凝土结构防裂缝工作管理水平和技术水平能够不断进步。
总之，无论有着怎样的困难，广大建筑行业参与者都应该积极投入到大体积混凝土结构的防裂缝工作中来，为国家经济建设保驾护航。
参考文献：
[1]大体积混凝土结构裂缝的施工控制措施，宋海彦，山西建筑第22卷第4期。
[2]钢筋混凝土结构的裂缝控制，王铁梦，安徽建筑。
[3]大体积混凝土裂缝控制技术初探，杨俊华，淮海工学院学报。