摘要：改革开放以来，我国高速增长的经济与科技发展水平推动了建筑事业的快速发展，受基本国情与社会发展的影响，大体积混凝土施工技术应用日益广泛，但随之也出现了一系列的质量通病。裂缝作为大体积混凝土最常见也是危害最大的病害，对构件的结构受力与承载力有着决定性的影响。基于此，本文结合笔者自身所学与实际工作经验以及相关文献的学习，就我国高大体积混凝土裂缝成因与预防措施进行深入研究，旨在更好的服务于我国建筑事业的健康发展，具有一定参考价值，盼为读者学习。
关键词：大体积混凝土；裂缝；成因分析；预防措施
引言：在我国建筑事业快速发展的背景下，人民日益增长的社会需求与质量意识对现代建筑的发展提出了更高的要求，传统的施工技术与结构形式显然已无法满足社会发展的需求。随着高层建筑技术的推广与应用，大体积混凝土构件日益得到普遍应用，作为建筑结构的关键部位，大体积混凝土相对的就是受力大、承载高。因此，如何预防大体积混凝土裂缝出现，提高其承载力与结构性能，已逐渐成为现代建筑工程从事者们共同关注的课题。
1.大体积混凝土裂缝分类
按裂缝深度划分，大体积混凝土裂缝可分为贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝三种形式。贯穿裂缝切断了构件整体断面，一般由表面裂缝和深层裂缝发展而来，对结构的整体性和稳定性存在较大的威胁，也是裂缝分类中最为严重的一种；深层裂缝是部分切断了构件断面，对结构存在一定的危害性（视裂缝具体深度而定）；而表面裂缝一般不对结构性能构成威胁，可视情况只进行表面处理或不处理。
2.大体积混凝土裂缝成因
根据成因，可将大体积混凝土裂缝分为结构裂缝、荷载裂缝、温度裂缝（材料裂缝）和收缩裂缝四种形式，其中以温度裂缝与收缩裂缝最为常见，具体分析如下：
2.1荷载裂缝
荷载裂缝是由于混凝土结构在动、静荷载及次应力长期作用下所形成，主要分为直接应力裂缝和次应力裂缝。其中由外荷载引起的直接应力裂缝称为直接应力裂缝，由外荷载引起的次生应力产生的裂缝称为次应力裂缝。荷载裂缝产生的原因分为设计、施工和使用三个阶段，设计阶段主要由设计计算不准确，模型选择不合理而造成结构假设受力偏离实际受力，从而导致结构安全系数不够，因无法满足实际需要而产生裂缝；施工阶段是由于施工过程中违背设计意图与施工规范而导致结构性能降低而产生的裂缝，如擅自更改设计尺寸、施工顺序和施工材料，随意翻身、起吊、运输和安装构件等；使用阶段则是由超出结构承载力范围内的外部荷载作用而产生的裂缝，如地震、大风与爆炸等。
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2.2结构荷载
结构裂缝主要是由施工过程不规范而导致，如模板及其支撑不牢，产生变形或局部沉降；拆模不当，引起开裂；混凝土和易性不好、浇筑后产生分层，出现裂缝；构件厚薄不均匀，使收缩不均匀而产生裂缝；主筋位置严重位移，而使结构受拉区开裂；混凝土初凝后又受到振动，产生裂缝；构件受力过早或超载引起裂缝；基础不均匀，下沉引起开裂和后期使用不当引起开裂等等。
2.3温度裂缝
温度裂缝是由混凝土构件内表温差所产应的应力而形成，特别是对大体积混凝土，此类现象更是容易发生。浇筑初期，混凝土硬化过程中水泥会产生大量的水化热，由于混凝土导热性能不良，加之体积过大，使得产生的水化热很难散发，导致其内温度急剧上升，与表面温度形成很大的温差，混凝土中心体积膨大，使其内部内部以压应力为主，外部以拉应力为主，此时混凝土龄期过短，强度过低，当温差所产生的应力差超过混凝土自身应力范围时，则会导致裂缝的形成。
2.4收缩裂缝
混凝土收缩裂缝的产生主要是由混凝土用水量和水泥用量所影响，用水量与水泥用量越高，产生收缩越大，裂缝形成的机率也就越高。混凝土收缩形成机理是由混凝土中水的迁移而造成，在此过程中水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降，形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，混凝土体的相对湿度降低，体积减小形成收缩，当混凝土抗拉强度不足以抵抗收缩所产生的拉应力时，就会出现裂缝，一般发生在混凝土浇筑后初龄期硬化阶段。
3.大体积混凝土裂缝防治措施
3.1合理配制混凝土
a）骨料的选择。粗骨料应优先选用孔隙率低且级配良好的大粒径骨料，该骨料可使水泥用量减少，水化热降低，有利于内表温差的控制，降低温度裂缝产生的概率；细骨料宜选用级配良好的中砂或中粗砂，同粗骨料选择机理一样，中砂和中粗砂在可降低混合物总表面积，从而降低水泥与水的用量，水化热得到控制，达到预防温度裂缝出现的目的。
b）外加剂的选择。减水剂可有效提高混凝土的和易性，降低水胶比，增强混凝土强度；缓凝剂可有效减缓混凝土水化热的释放速率，在放热峰值出现时对其得到抑制，并且还可适当提高混凝土的和易性，减少坍落度损失；引气剂通过对混凝土的和易性与泵送性的有效改善，从而提高构件的耐久性和抗裂性。
c）水泥的选择。水泥应优先选用水化热低、凝结时间长的硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。水化热是形成温度裂缝的主要原因，降低水化热也是防止裂缝产生最有效的途径，矿物成分与细度构成水泥水化热的函数，通过对水泥细度模数的调整或优化矿物组成设计来降低水化热。例如，硅酸盐水泥的矿物组成包括：硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）和铁相固溶体（C4AF）（详见GB175-2007），试验证明：硅酸三钙和铝酸三钙含量高的水泥水化热偏高，只有严格控制硅酸三钙和铝酸三钙含量，才能有效降低水化热。
3.2规范混凝土施工
大体积混凝土应遵循全面分层、分段分层和斜面分层的浇筑原则。全面分层即是在彻底浇完第一层混凝土后，在其尚未初凝前，进行全断面第二层混凝土浇筑，如此逐层连续浇筑直至完工；分段浇筑即为将所浇构件划分为几个施工段，从底层开始浇筑，第一段浇筑到一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数不多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑；斜面分层为混凝土由底一次浇筑到面，要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。振捣工作从浇筑层斜面的下段开始，逐渐上移，以保证混凝土的浇筑质量。
3.3加强混凝土养护
在早期，对混凝土进行养护，其核心是避免表面失水，同时对早期水化所需的水分起到补充的作用。混凝土浇注完成后，为了确保表面湿润，应及时洒水养护，使混凝土强度稳定增长。养护发生在混凝土浇注完毕12～18h内，连续养护时间不少于28d或设计龄期。除此之外，还需在混凝土浇筑时预埋好冷却管，养护期间对混凝土进行通水循环，降低其内部温度，减小内表温差，并且实施监测混凝土内表温度，将温差控制在25℃以内，从而降低温度裂缝产生的机率。
结语
总而言之，世界是千变万化的，问题是层出不穷的，答案是丰富多彩的，任何现在先进的科学技术都会随着时代的发展而显得落后，无法满足社会发展的需求。对于大体积混凝土裂缝防治来说，这就需要我们在实际工作中不断探索，不断研究，以技术的更新时刻保证系统的先进性与科学性，以此促使我国建筑事业健康持续发展，为人们创造一个生活便利、质量可靠、使用安全的生活与工作环境。
参考文献：
[1] 奕福云，杨胜，刘亦红.浅析大体积混凝土裂缝成因及防治措施[J].建筑安全.2015（01）：51～53.
[2] 良东.土木施工中大体积混凝土裂缝的成因和防治措施解析[J].企业技术开发.2015（15）：157～158.
论文作者:许智勇
论文发表刊物:《基层建设》2016年22期
论文发表时间:2016/12/6
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 水化论文; 体积论文; 应力论文; 荷载论文; 结构论文; 《基层建设》2016年22期论文;