韦德珠
广西建工集团第一建筑工程有限责任公司
摘要：商品混凝土在大体积混凝土浇筑中越来越普遍，究其原因是塌落度较大，而水化热引起的开裂是工程实践中的常见现象，如何阻止大体积混凝土的开裂是一个值得关注的问题，本文从几个方面来分析大体积混凝土结构出现裂缝的原因，并提出防治裂缝的一些措施。
关键词：大体积混凝土；裂缝；原因；措施
一、大体积混凝土裂缝产生的原因
裂缝产生原因可分为两类：一是由外荷载引起的结构性裂缝，包括常规结构分析中的主要应力和其它的结构次应力造成的受荷裂缝。二是由温度应力和混凝土自收缩引起的非结构性裂缝，包括温度、湿度、收缩、膨胀和不均匀沉降等引起。本文主要浅析非结构性裂缝形成的原因。
1.内部温度应力引起的裂缝（温度裂缝）
大体积混凝土与地基浇筑初期，水泥水化产生大量的水化热，达到502.42j/g，1～3天内放出的热量约是总热量的50%，因混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部，使其内部温度急剧上升，混凝土内部形成的中心温度高，热膨胀大，故靠近中心处产生压应力，远离中心处产生拉应力，这种温差引起的拉压应力一旦超过钢筋混凝土的极限抗拉或抗压强度就会产生裂缝；另外，在拆模前后，表面温度降低很快，造成了温度陡降，也会导致裂缝的产生。但是最常见的是由水化热产生热量带来的裂缝。
2.表面湿度变化产生的裂缝
由于混凝土拌合物具有一定的保水性，内部湿度变化速率较慢，但表面含水率受温度影响可能波动较大或急剧变化，如养护不周、缺少覆盖物，导致其表面干缩变形受到内部混凝土的约束，也往往会产生裂缝。
3.收缩变形引起的裂缝
从施工浇筑起，混凝土因一系列化学变化而导致体积缩小现象称为混凝土的收缩。混凝土有多种收缩现象，包含干燥收缩、塑性收缩、自身收缩和碳化收缩。干燥收缩是混凝土内部水分的流失，然而因干燥所损失的游态水并不会导致混凝土的收缩，原因是吸附水的流失所造成的；塑性收缩是混凝土泌水大量减少引起的，表面水分的蒸发不能及时得到补充，致使处在塑性状态的混凝土产生收缩；自身收缩是在无水分变化的收缩，原因是细骨料水化物的
体积小于水化反应的水泥和水的体积，这是一种由水泥的水化反应所产生的固有收缩，其值与干燥收缩相比是微不足道的；碳化收缩是混凝土中的水泥水化物与空气中的二氧化碳发生化学反应的结果。
二、防治裂缝的措施
阻止抗裂，就是要最大限度地缩小温差和减小收缩。
1.合理配合比设计，选用级配良好的原材料。
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（1）水泥 由水化热产生的温差，会导教一系列裂缝，因此减小温差就要尽力选用低水化热的水泥（如矿渣或粉煤灰水泥），建议优先选用微膨胀性水泥，因为这种水泥在水化膨胀期（1～5天）能产生一定强度的预压应力，使部分温度徐变应方相互抵消。从面减少了内部拉应力，提高了混凝土的抗裂性能。
（2）掺加粉煤灰 为了控制水泥用量，降低水化热，提高混凝土的和易性，建议用粉煤灰代替部水泥，掺人外加剂主要有以下目的：①粉煤灰中含有大量活性的硅、铝氧化物，其中40%～60%为二氧化硅，17%～35%为三氧化二铝，因而能与水化产物氢氧化钙产生二次反应，生成水化铝酸钙和水化硅酸钙凝胶体，以合理的用量取代水泥不仅可以降低混凝土由于水化热而产生的膨胀，而且还能提高混凝土的后期强度；②粉煤灰颗粒较细，由于火山灰反应改善了混凝土内部的毛细孔结构，降低了混凝土内部的孔隙率，从而进一步细化孔结构，分布
更加合理，导致硬化后的混凝土更加致密，使混凝土的抗渗性、耐久性得以提高，从而减少了收编。同时，粉煤灰和水泥中的碱反应能够有效阻止混凝士的碱一骨料反应。
（3）选择级配良好的骨料 在大体积混凝土中粗骨料所占份额一般为其绝对体积的80%～83%。所以应尽量增大粗骨料的粒径，优先选用级配良好的中砂，因为粗骨料粒径越大，颗粒级配就越优良，那么空隙率就越小，因而总表面积越小，包裹混凝土所需的砂浆量和水泥用量就越小，水化热随之降低，从而可以有效阻止裂缝的产生。另外，一定要控制砂石含泥量，若含泥量越大，那么收缩变形就越严重。
（4）加入外加剂 缓凝型高效减水剂和抗裂纤维膨胀剂的加入可有效改善混凝土的开裂，外加剂对混凝土收缩开裂有以下影响：①缓凝型高效减水剂一方面可以改善混凝土的和易性，并降低水灰比，提高混凝土强度或保持混凝土强度不变而减少水泥用量，且降低了水化热，有效阻止混凝土的开裂；另一方面缓凝剂的作用是推迟混凝土释放最大热量出现的时间，等最大热量出现时，混凝土已经随龄期的增长而增加了强度，因而减小了开裂出现的可能性。②抗裂纤维膨胀剂依靠本身的一系列化学反应或与水泥其他成分反应，在混凝土硬化过程中产生一定的限制膨胀现象，使混凝土产生的收缩得以补偿，致使膨胀结晶体（如钙乱石）填充孔隙。切断了毛细孔缝，从而改变了孔结构，提高了混凝土的抗渗性和力学性质。
2.采用合理的施工方法
①在混凝土搅拌过程中，严格控制原材料计量，严格控制混凝土塌落度，对拌合物使用冷却或加冰拌合降温的方法，并尽力降低新拌混凝土的出机温度。
②混凝土浇筑过程中振捣要均匀密实，振捣时间以表面开始泛浆为宜，以振捣力波及范围重叠二分之一为振捣间距，严禁漏振或过振。浇筑完成后，将表面压光、抹平，并进行二次抹压，以阻止产生裂缝。另外，大体积混凝土应分层浇筑分层振捣，同时保证上层混凝土在下层初凝前紧密结合，避免间歇截面出现施工缝，提高结构整体性和抗裂、抗剪性能。
③尽量避开在太阳光照高温时浇筑，若工程需要在夏季施工，尽量避开正午高温时段，浇筑尽量安排在早上或夜间施工，避免高温致使水化热造成混凝土中心温度与表面温差悬殊。
④尽量延长混凝土的拆模时间。在恒定温度养护的条件下，混凝土达到设计强度的75%以上，其中心与表面的最低温度要控制在25℃以内，估计表面温度不应降低15℃以上时方可拆模。
⑤做好表面的隔热和散水养护 大体积混凝土的温度裂缝，主要由内外温差过大而造成的。混凝土施工浇筑完毕后，由于混凝土表面较内部散热快而形成内外温差，表面收缩受内部约束产生拉应力，此时的拉应力还不足以超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。但此时如果受到强冷空气或者大风的影响，导致表面温度突降或大量失水就很容易导致裂缝的出现。所以大体积底板砼在浇筑完毕后应加以塑料薄膜覆盖，待初凝后揭去薄膜，及时散水养护以保持混凝土表面湿润，保进湿凝土强度的稳定增长，防止干缩裂缝的产生。连续养护时间不应少于28d或设计龄期。
⑥采取温控措施 在大体积混凝土内部安设温度传感器，监测指导温控。混凝土内部的温度应<55℃，温度下降速率应<1.5℃，最大水化热温升<30℃。混凝土体内布置适量的温控管道，通过不断地循环冷却水吸收混凝土的水化热。冷却水管应在每层混凝土中布设，深度位于层厚的1/2处，设定位架固定。冷却水在混凝土浇至水管高程后立即循环，与混凝土的温差控制在25℃以内，流量及水温2h监测一次，测量进、出水口的温度，一般出水口的温度较进水口高5℃6℃，通水量≥18L/min，应持续到浇筑完7d以上，冷却完毕后，冷却管中压人同强度的水泥浆，水泥浆中加人微膨胀剂。
三、结语
只要严格按照规范施工，认真探索裂缝产生的原因，及早采取措施，就能有效控制大体积混凝土结构的裂缝。
参考文献：
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[5]周真云.大体积高强混凝土施工裂缝及控制措施[J].西部探矿工程，2004（06）.
论文作者:韦德珠
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第13期
论文发表时间:2019/12/3
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