摘要 随着我国社会经济高速发展，高层建筑和大跨径的桥梁对大体积混凝土结构的应用日益普遍。在施工过程中，大体积混凝土由于水泥凝结硬化过程中释放出大量的水化热，形成较大的内外温差，如果不采取正确的施工方法和有效的控制措施，当温差超过25℃时，混凝土内部的温度应力有可能超过其极限抗拉强度从而产生温度裂缝，同时混凝土降温阶段如果降温过快，容易使厚板收缩和受到强大的摩阻力，可能导致收缩贯穿裂缝，这些裂缝将影响结构的使用，甚至造成结构的破坏。因此，施工过程中对大体积混凝土结构裂缝的控制非常重要。
关键词：大体积混凝土；裂缝；裂缝控制
一、大体积混凝土裂缝的类型及成因
（一）干缩裂缝
混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。
（二）塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细，且长短不一，互不连贯状态。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上，较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm.从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的形状，深度一般3～10cm，通常延伸不到混凝土板的边缘。
（三）沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致混凝土出现沉陷裂缝。特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。
（四）温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇注后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
二、裂缝的控制要点
（一）裂缝控制的设计措施
1、大体积混凝土的强度等级宜在C20～C35范围内选用，利用后期强度R60。设计强度过高，水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内部温度高，混凝土内外温差超过30℃以上，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。竖向受力结构可以用高强混凝土减小截面，而对于大体积混凝土底板应在满足抗弯及抗冲切计算要求下，采用C20～C35的混凝土，避免设计上"强度越高越好"的错误概念。考虑到建设周期长的特点，在保证基础有足够强度、满足使用要求的前提下，可以利用混凝土60d或90d的后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度升高。
2、大体积混凝土基础除应满足承载力和构造要求外，还应增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋，以构造钢筋来控制裂缝，配筋应尽可能采用小直径、小间距。
3、为满足混凝土设计强度、耐久性、抗渗性等要求和施工和易性需要，应进行混凝土施工配合比优选试验。混凝土施工配合比选择应经综合分析比较，合理地降低水泥用量。
（二）裂缝控制的材料措施
1、水泥用量是混凝土收缩率的重要因素，采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值，可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用，这是大体积混凝土配合比选择的特殊性，水泥用量最好不超过380kg/m。
2、采用5～40mm颗粒级配的石子，控制含泥量小于1.5％。
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3、采用中、粗砂，控制含泥量小于1.5％。
4、混凝土中应掺入适量的掺合料。其品种有粉煤灰、凝灰岩粉、矿渣微粉、硅粉、粒化电炉磷渣、氧化镁等。掺用的品种和掺量应根据工程的技术要求、掺合料品质和资源条件，通过试验论证确定。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，也可使混凝土用水量减少25％。外加剂选择应根据混凝土性能要求、施工需要、并结合工程选定的混凝土原材料进行适应性试验，经可靠性论证和技术经济比较后，选择合适的外加剂种类和掺量。外加剂还应配成水溶液使用。配制溶液时应称量准确，并搅拌均匀。根据工程需要，外加剂可复合使用，但必须通过试验论证。有要求时，应分别配制使用。
（三）、裂缝控制的施工措施
1、严格按规范施工
（1）混凝土浇筑前，保证仓内无杂物，模板、钢筋、预埋件符合规范要求，并做好验收自检工作。
（2）混凝土浇筑过程中，严禁在仓内加水；仓内的泌水必须及时排除；应避免外来水进入仓内，严禁在模板上开孔赶水，带走灰浆；应随时清除粘附在模板、钢筋和预埋件表面的砂浆；应有专人做好模板维护，防止模板位移、变形。
（3）对混凝土撑柱、止水、施工过程中抛置的块石等周围和预埋件下面加强振捣，同时进行二次复振，增加混凝土密实性，减少混凝土内部微裂缝，经测试加强振捣后混凝土试块3d抗压强度可达到80%以上。
2、在高温季节施工时，应根据具体情况，采取下列措施：
（1）成品料仓骨料仓应搭盖凉棚，堆高不宜低于6m，喷洒水雾降温（砂子除外）等；
（2）骨料从料仓到拌和楼，应采取隔热、保温措施；
（3）混凝土拌和时，可采用冷水、加冰或用水将碎石冷却等降温措施；
（4）混凝土在运输过程中，应尽量缩短运输时间、等待卸料时间和减少转运次数，运输工应有隔热遮阳措施；
（5）在混凝土浇筑过程中，应缩短混凝土运输入仓时间，及时进行平仓振捣，要采用隔热材料及时覆盖，尽量缩短混凝土的暴露时间；
（6）混凝土浇筑宜安排在早晚、夜间及利用阴天进行，并减小浇筑厚度，利用浇筑层面散热。基础混凝土和老混凝土约束部位浇筑层厚以1m～2m为宜，上下层浇筑间歇时间宜为5d～10d。当浇筑块尺寸较大时，可采用台阶式浇筑法，浇筑块分层厚度小于1.5m；
（7）应增派人力加强连续养护，养护期内始终使混凝土表面保持湿润；
（8）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。
3、在寒冷季节施工时，应根据具体情况，采取下列措施：
（1）成品料仓骨料堆搭设暖棚，采用蒸汽排管法对粗骨料进行加热，使其温度保持在10℃～15℃；
（2）混凝土拌和前，用热水冲洗拌和设备。混凝土拌和时，可采用加热水拌和，热水水温控制在60℃以下，先将骨料与水拌和，然后加入水泥，以免水泥假凝。拌和站出机口温度应控制在5℃～10℃以上；
（3）对混凝土运输工具采用麻袋和彩条布包裹，尽量缩短运输时间、等待卸料时间和减少转运次数，以防温度散失；
（4）塑料泡膜、草袋和棉被可作为保温材料覆盖混凝土和模板，并应搭设挡风保温棚，必要时可在仓内设火炉加热，使混凝土浇筑温度控制在3℃以上；
（5）拆模后和养护期内，应采取预防寒潮袭击、突然降温和剧烈干燥等措施，在混凝土表面加塑料薄膜，保持混凝土表面水分，防止风干，同时外层加2cm厚塑料泡沫保温；
（6）对标高位于±0．0以下的部位，应及时回填土；±0．0以上的部位应及时加以覆盖，不宜长期暴露在风吹环境中。
（四）温控监测措施
论文作者:卢志标
论文发表刊物:《基层建设》2015年第35期
论文发表时间:2016/12/5
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