大体积混凝土施工中的裂缝预防与控制策略

高胜雨，董 瑞，张晓轩

（北京城建集团有限责任公司国际事业部，北京 102500）

大体积混凝土施工在当前的工程项目当中较为常见，但是由于大体积混凝土的特点，在施工项目当中，经常出现混凝土裂缝等问题，对建筑质量造成恶劣影响，如果不能解决大体积混凝土施工中的裂缝问题，将会导致裂缝扩大化，甚至出现渗漏等问题，引发建筑安全风险。特别是在出现裂缝之后，大体积混凝土内部钢筋锈蚀速度也会进一步增加，进而导致混凝土结构遭到完全破坏，严重危害建筑工程的长期安全性，对工程质量把控带来较大挑战。因此，为保证大体积混凝土施工的安全性，需要对大体积混凝土施工中的裂缝预防与控制策略进行分析，找到合适的处理措施，保证大体积混凝土施工质量达到要求。

1 大体积混凝土施工裂缝产生原因

混凝土本身属于不均匀物质，而大体积混凝土施工中，由于混凝土本身的特性，混凝土的抗拉性以及耐久性等相对较差，容易出现裂缝现象，通常情况下，在大体积混凝土施工过程当中，裂缝的出现主要由以下几方面导致。

首先，在大体积混凝土施工过程当中，由于混凝土凝固过程需要产热，而大体积混凝土施工的水泥用量相对较高，因此在水泥水化等过程中，混凝土的温度会出现上升，但由于大体积混凝土一般体积较大，其内部产生的热量无法快速导出，因此散热能力相对较差，大体积混凝土不同组成部分之间会出现明显的温度差异，由温度差异导致的温度应力等情况会导致混凝土裂缝现象，而且这种温度差异导致的裂缝，不仅存在于大体积混凝土外部，大体积混凝土内部也会由于温度差异出现相应的拉应力，进而导致内部出现裂缝。

其次，在大体积混凝土施工过程当中，由于施工现场基本处于室外，因此由于室外昼夜温差过大，不同阶段浇筑的混凝土也会因为温度差异而产生较大变化，在水泥水化等过程中会由于外部温度变动出现收缩裂缝等，这对于建筑功能维护带来了不利影响，而且还会导致混凝土工程安全受到挑战，极易出现混凝土施工风险。

最后，除了施工阶段有可能导致裂缝问题，在大体积混凝土施工结束之后，由于大体积混凝土体积较大且不同部位的功能具有差异，因此不同构造部分之间会产生挤压等现象，进而导致大体积混凝土构造出现形变，特别是在自然环境较为恶劣的情况下，大体积混凝土不同构造部位挤压现象明显，就会导致出现裂缝。

此外，在施工过程当中，针对大体积混凝土施工，需要做好专门的养护管理，但是在实际的施工管理过程当中，大体积混凝土浇筑完毕后，相应的养护管理工作并未落实到位，后期养护处理缺乏专业人员，导致混凝土养护质量无法达到要求，大体积混凝土无法按照规范开展保温、保湿处理，导致混凝土裂缝产生。

2 大体积混凝土施工裂缝的预防与控制策略

2.1 选择合适的原材料

为保证大体积混凝土施工的安全性，减少大体积混凝土中出现的裂缝问题，有效控制大体积混凝土施工质量，需要在前期选择合适的混凝土原材料，保证混凝土质量符合施工需求，避免混凝土质量不达标而可能导致的施工风险。例如在选择混凝土材料过程中，要对粗集料以及细集料的比例进行合理配置，混凝土集料在混凝土当中起到骨架作用，对于混凝土的性能具有较大影响，如果粗细配比不合理，就会导致混凝土质量降低，水泥用量明显增加，导致大体积混凝土裂缝风险提升。粗集料中针、片状颗粒含量过多，也会使得混凝土强度降低，在大体积混凝土施工过程当中，一旦出现这些问题，会使得混凝土的强度有所下降，因此要结合大体积混凝土施工特点，选择合适的混凝土集料配比。另外，要做好混凝土中水泥原材料的挑选，为减少混凝土裂缝，应当对混凝土的开裂情况做好预估，选择具有较强强度且抗裂性能好的水泥材料，根据不同水泥特点，结合使用硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥等。在大体积混凝土施工过程当中，还可以在混凝土当中适当添加粉煤灰，以此减少水泥用量，避免水泥水化产生过多热量，从而减少水泥水化导致的裂缝现象。

2.2 合理选择外掺料等

通过合理选择外掺料，能够保证大体积混凝土施工的安全性，在浇筑过程当中通过外掺料等的科学使用，可以减少大体积混凝土水热化出现概率，进而保证大体积混凝土的施工安全，减少施工裂缝情况。例如，在大体积混凝土中掺入聚丙烯纤维，可以明显改善混凝土的物理性质，在大体积混凝土施工阶段，混凝土硬化初期，由于混凝土自身收缩等问题，可能导致混凝土内部出现裂缝，后期随着混凝土中水分的蒸发，内部拉应力增加，会使得混凝土中最初出现的裂缝逐步扩大，进而导致混凝土内部贯穿裂缝风险，严重危害大体积混凝土施工安全。而通过聚丙烯纤维的使用，可以对混凝土起到一定的约束作用，使得混凝土韧性有所增强，进而改善混凝土内部问题，有助于防止混凝土裂缝出现。另外，通过聚羧酸减水剂等的使用，可以对混凝土的流动性起到一定的改善作用，减少大体积混凝土施工中的整体用水量，对混凝土开裂问题也能够起到有效的防范作用，而且，在大体积混凝土当中，通过缓凝剂的运用，也可以减少水泥水化释放热量时间，有助于预防混凝土开裂。

2.3 确定混凝土配比

由于大体积混凝土施工的复杂性，因此为了保证大体积混凝土的施工安全，减少混凝土裂缝问题，需要根据大体积混凝土的施工项目特点，设计合理的混凝土配比，从而确保混凝土配比符合施工需求，从而避免大体积混凝土施工过程当中由于混凝土配比不合理而导致的裂缝问题，在初期混凝土配比设计阶段，需要对大体积混凝土施工项目进行专门的考察，了解混凝土的质量要求以及强度要求，在此基础上，通过适当调整粗细集料配比以及掺合料用量等方式，确保大体积混凝土施工过程当中，混凝土凝固时间等能够符合要求。另外，在设计初步的混凝土配比之后，还要进行专门的实验分析以及可行性论证，只有混凝土水热化等情况达到施工标准，才可以正式推进大体积混凝土施工项目，以此保证大体积混凝土施工的安全性。为确保混凝土配比符合需求，相关单位也可以与专门的设计院进行合作，借助专业人员计算合适的混凝土配比，以此确定科学的混凝土配比。

2.4 优化施工阶段混凝土振捣以及浇筑工作

在具体的施工阶段，为了预防大体积混凝土裂缝问题，需要对大体积混凝土的施工工序进行优化，加强施工过程中的监管力度，在混凝土浇筑等过程当中需要明确具体的施工流程，特别是在实际施工之前，需要对相关工具进行专门清理，有序开展混凝土浇筑等工作，并做好保湿喷水操作。大体积混凝土施工中需要严格按照施工工序开展施工，例如对于倾斜面的浇筑部分，应当从低到高进行浇筑。而且在大体积混凝土施工过程中，要结合施工特点，选择整体分层连续浇筑等方式，从而避免混凝土内部应力差异过大导致的裂缝问题。在施工阶段还应当根据混凝土的塌落度等情况，选择合适的混凝土浇筑时间，并结合温度变动，调整混凝土浇筑进度。一些施工单位为了追求施工进度，并未考虑混凝土施工情况，就会导致大体积混凝土施工风险，因此为了保证大体积混凝土施工的安全性，需要严格按照混凝土型号特点以及自然环境变化，设置合适的大体积混凝土浇筑时间，并明确大体积混凝土施工间隔时间，通常情况下，若温度低于25 ℃，则大体积混凝土施工的间隔阶段需要在2.5 h以上。此外，在施工过程当中，还应当对施工方法进行调整，例如，为了保证大体积混凝土施工进度，可以安排两个浇筑组负责相应的工作，并对浇筑人员的工作时间等进行明确，从而避免疲劳操作可能导致的大体积混凝土施工问题，减少混凝土裂缝风险。

2.5 重视施工养护管理工作

为了预防大体积混凝土当中的裂缝问题，需要重视施工过程当中的养护管理，通过优化养护管理工作，可以规避大部分混凝土裂缝问题，当前很多施工单位对大体积混凝土养护管理工作并不重视，在混凝土浇筑之后，养护措施并未落实到位，进而导致了混凝土裂缝问题。在大体积混凝土施工过程中，由于水泥水化等过程会释放大量热量，从而导致混凝土内部不同部位之间存在温度差异，除了混凝土内部温差之外，混凝土内部以及外部也会存在明显的温度差异，一旦大体积混凝土内外温差过大，极易出现温度裂缝，因此需要在大体积混凝土施工结束之后，在混凝土表面铺设专门的塑料薄膜等，防止混凝土表面与混凝土内部温差过大，另外对大体积混凝土的养护时间，也要做好专门的确定，一般情况下，大体积混凝土养护时间需要以大体积混凝土的施工体积以及施工项目情况进行确定。

2.6 做好监督管理工作

在大体积混凝土施工过程中，需要进行专门的监督管理，尤其是对大体积混凝土浇筑等过程当中的气温情况进行专门的记录，一般情况下，开展大体积混凝土浇筑工作，应当选择气温较低的阶段，在一些恶劣情况下，例如冬天开展大体积混凝土浇筑过程时，入模温度应当在10 ℃以上，自然环境温度变动对大体积混凝土会产生较大影响，因此为了避免混凝土断裂风险，可以采取人工方式对大体积混凝土的温度进行调整。通过在混凝土表面覆盖专门的保温材料，或者在混凝土浇筑过程当中设置专门的避光设备，并通过向骨料泼洒冷水等方式，可以在一定程度上减少自然环境因素对大体积混凝土施工带来的影响，避免施工过程中由于温差过大导致的温度裂缝等问题。

2.7 设置专门的安全管理岗位

在大体积混凝土施工过程当中，企业需要安排专门的人员负责对水泥用量以及施工进度等进行监督，设置专业的安全管理岗位，管理人员在施工现场对大体积混凝土施工情况进行专门的记录，并负责协调施工过程当中的各个人员，确保施工设备的有效运用，同时在大体积混凝土施工过程当中，要对混凝土温度等进行及时测量，全面记录混凝土温度变化，根据安全标准对混凝土温度是否超标进行分析，一旦混凝土实测温度超标，则需要做好专门的汇报，通过对技术人员反馈混凝土施工过程中的异常，由技术人员做好相关数据的进一步分析，并综合讨论是否需要采取必要的补救措施，以此预防大体积混凝土施工风险。在此过程当中，施工单位还需要针对安全管理岗位的具体职责进行动态调整，特别是在不同施工项目当中，不同类型的混凝土施工要求也具有差异性，因此需要根据大体积混凝土施工项目的特点，设置相应的安全管理流程。此外，在后期的工作当中也要做好专门的混凝土验收工作，在工程竣工阶段，施工企业要安排专业的验收人员对大体积混凝土施工项目的情况进行验收，特别是对关键性结构部位，要进行专门的质量检测，从而保证大体积混凝土施工项目质量，避免后期混凝土形变等因素导致的裂缝问题。

3 结束语

在大体积混凝土施工过程当中，为了保证施工安全性，减少混凝土裂缝问题，需要对大体积混凝土裂缝产生因素做好专门分析，了解大体积混凝土施工中可能存在的风险，在梁柱等重要部分的施工过程当中，经常运用大体积混凝土施工方式，因此预防大体积混凝土施工裂缝，对建筑物的质量具有重要影响，在施工阶段需要采取有效措施，选择合适的混凝土配比方案，挑选具有较高质量的混凝土原材料，并建立专门的安全管理机制，搭建全面的监测体系，保证整体施工安全性。