杨普荣、谢建树、陈聪
紫金矿业集团股份有限公司 福建 龙岩 364200
摘要：混凝土浇筑中的裂缝控制是长期困扰人们的一个难题。尤其工业建筑大型设备基础而言，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。
关键词：工业建筑；大型设备基础；裂缝控制
前言：在当前建筑工程中出现常见的问题便是混凝土裂缝，建筑结构的繁杂性与超大型都是导致裂缝出现的主要原因。工业建筑施工时，需着重注意混凝土裂缝，来规避其影响施工效率与质量，只有切实保障工业建筑的施工质量，才会使得人员处在安全的生产空间中。
1、大型工业设备基础施工裂缝的产生原因
1.1温度变形导致裂缝的发生
基础施工中，在混凝土变得硬化的最初时期，因为水泥会发生水化的情况，必然会释放出比较多的热量，然而由于混凝土是热的不良导体，散热状态相对比较缓慢，因此在大型基础工程的大体积混凝土施工建设过程中，如果施工中没有采取有效的人工降温手段和措施，在混凝土的内部就会出现温度持续不断地升高，此时外部混凝土的温度则会逐渐接近于外环境温度，有些时候内外的温差就会达到50至70℃左右，一旦混凝土的内部产生比较大的热膨胀时：在基础施工的混凝土表面温度就会比较快的散失，温度呈现下降的情况，就会由于冷却发生收缩，混凝土的内部膨胀外部出现收缩的情况，这就会导致混凝土的表面产生比较大的拉应力，这个时候接应力大于混凝土抗拉极限强度的时候，大型基础施工中混凝土的表面必将会产生比较大的裂缝，反之混凝土的内部也会产生很多裂缝，最终必将会造成混凝土的整体性以及混凝土的耐久性出现下降的情况。
1.2大体积混凝土裂缝产生的原因
可能出现两种裂缝：表面裂缝和贯穿性裂缝。表面裂缝通常是由水泥水化引起的混凝土体积变化、混凝土的塑性收缩和混凝土的失水收缩及养护不当造成的。贯穿性裂缝主要是因为混凝土浇灌时水化热温升值高、内外温差大、温度梯度变化大及降温收缩变形受到外部强约束作用，温度应力超过混凝土的抗拉强度而造成的。通常情况下表面裂缝不会影响结构的安全性，但是外界条件变化大时容易产生应力集中，导致贯穿性裂缝的出现。因此工程中应尽量控制表面裂缝的出现。
1.3材料质量
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用质量不合格的材料，可能导致结构出现裂缝。砂石含泥量超过规定，不仅降低混凝土的强度和抗渗性，还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差，或砂颗粒过细，用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应，骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇，水、硅反应会生成膨胀的胶质，吸水后造成局部膨胀和拉应力，则构件产生爆裂状裂缝，在潮湿的地方较为多见。
1.4大型设备基础的二次灌浆出现问题
大型基础设备在安装过程中，通常会出现一些设计变更，例如在设备的安装上，由于安装位置上未预埋螺栓孔，一般遇到此种情况采取的解决方式是实施后钻孔，遇到这种情况的化，可以使用普通的砂浆来进行二次灌浆，但是这样一来就无法有效地保证安装的强度。通常说来，二次灌浆主要是在基础设备的底座找正之后再进行的施工工序，一般主要使用普通的水泥砂浆来实施二次灌浆，这样可以更好地满足建设的基本要求，然而有的时候，因为工程前期存在着各种的施工问题，这就造成了设备安装找正后其垫铁低于标准高度，继而导致二次灌浆出现极大的困难，最终造成基础设备在运行的过程中发生设备松动的种种情况。
2、大型工业设备基础施工裂缝问题的处理对策
2.1改善混凝土的性能
提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑的混凝土过早拆模，在表面将引起很大的拉应力，出现“渐度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热就力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆附模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果.
2.2混凝土温度控制效果
混凝土温度和温度变化对混凝土裂缝是极其敏感的。当混凝土从零应力温度降低到混凝土开裂温度时，混凝土拉应力超过了此时的混凝土极限拉应力。因此，应通过降低混凝土内水化热温度和混凝土初始温度。减少和避免裂缝风险。
人工控制混凝土温度的措施对早期因热原因引起的裂缝作用不明显。比如表面保温材料保护可以减少内外温差，但不可避免地招致混凝土体内温度很高，从受约束而导致贯穿裂缝的角度看，是一个潜在恶化裂缝的条件，因为体内热量迟早是要散发掉的。另外，人工控制混凝土温度还需注意防止过速冷却和超冷，过速冷却不仅会使混凝土温度梯度过大，而且早期的过速冷却会影响水泥一胶体体系的水化程度和早期强度，更易产生早期热裂缝。超冷会使混凝土温差过大，引起温差裂缝。
2.3控制施工原材料
选择低热的施工原材料，使用混凝土的后期强度，从而有效减少了水泥的使用量。减少水热化。优先选择收缩性较小且具有稍微彭膨胀性能的水泥，这是由于这种型号的水泥在水化膨胀时期，大约为1-5d的时间内将产生一定的预压应力，然而在水化后期预压应力则可抵消部分温度徐变应力，从而减少混凝土内部的拉应力，有效提高混凝土的抗裂缝的水平。在混凝土当中加入适量的粉煤灰等。对混凝土中掺入粉煤灰之后，将在很大程度上提高混凝土的抗渗性能和耐久性能，有效减少混凝土结构的收缩性，降低胶凝材料的水化热特征，有效提高混凝土的抗拉强度，并对碱骨料进行了抑制，由此减少了新拌制的混凝土的泌水现象。
2.4材料的选择和对裂缝的处理
混凝土的水热化性能影响混凝土浇筑时释放的热量大小，当水热化系数较高时，浇筑形成的构件中积聚了大量的热量散发缓慢，混凝土表面与内部的温差过大而导致温差应力，致使混凝土受拉而开裂，甚至破坏，因此在大体积混凝土工程中，应选择低热水泥。另外，为了防止混凝土的氯离子对钢筋的腐蚀，应控制混凝土的氯离子含量。在钢筋配置时，应严格按照规范《混凝土结构设计规范》执行，应满足结构受拉钢筋的配筋率和钢筋等级要求。对受力状态不同的构件，应调整结构中构造筋的位置，尽量使钢筋承受拉应力，降低裂缝出现的可能。
结束语：大型设备基础截面复杂,各处温度分布不均,温度场复杂,同时,应力的大小还与所在地区气候环境条件、基础构造、配筋情况、约束状态、徐变情况等因素有关。一些计算参数如约束系数、徐变系数、温差等都是根据试验或经验数据推算的,因此很难准确地进行计算,与实际情况会有一定的误差,但在实际施工中仍不失作为施工判断和采取措施的重要依据。可通过采用中低热水泥、掺加减水剂、降低混凝土入模温度、改善约束条件等简单、经济、有效的技术措施,以尽可能的避免有害裂缝的发生。
参考文献：
[1]孙建伟.建筑基础大体积混凝土施工裂缝产生的原因及控制措施研究[J].门窗.2017（16）：193-195.
[2]刘克伟石油化工大型设备基础中混凝土施工的裂缝控制中国石油和化工标准与质量2012.5