摘要：随着科技水平的飞速发展，施工技术不断提高。大体积砼在建筑工程中得以广泛应用。如高层建筑的筏片基础，工业厂房设备基础，大型水池等。但是这些砼中也相应地出现了各种裂缝，有的是无害的，有的裂缝则可能对结构的强度产生影响，还可能影响砼的耐久性等其他性能。因此，找出砼裂缝的形成原因，采取有效的措施预防、减少砼的裂缝是非常必要的。
关键词：大体积；砼裂缝；成因；措施
1、大体积混凝土温度裂缝产生的机理
大体积混凝土在施工过程中产生裂缝的原因有很多，包括表面收缩、内外温差、外部荷载、钢筋锈蚀等，其中，温度裂缝是大体积混凝土裂缝控制的重点，下面主要阐述温度裂缝产生的原因。
1.1水泥的水化热
大体积混凝土由于水泥水化时会放出大量的水化热，而混凝土自身体积较厚，表面直接和空气接触，散热条件较好，热量可以向大气中散发，表面温度上升较少。混凝土自身导热性较差，水泥水化热积聚在混凝土内部不易散发，温度会上升较多这样就会形成外低内高的温差，产生温度应力，若温度应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土就会产生裂缝。
1.2内外约束条件
基础混凝土一般与地基整体浇筑在一起，当温度变化时，由于外部约束和内部约束的存在，混凝土不能自由变形。混凝土浇筑之后早期温度上升时，产生的膨胀变形受到地基土约束面产生压应力，此时混凝土的弹性模量很小，徐变和应力松弛却较大，与基层连接也不太牢固，从而压应力较小。混凝土表面温度下降较快，受温差产生的温度应力和内部约束的影响，混凝土表面会产生很大的拉应力。因此，混凝土内部热量积聚产生热膨胀，靠近中心产生压应力，远离中心产生拉应力，若产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度，会出现垂直裂缝。当内外温差小于25℃，产生的裂缝几率较低[1-2]。因此，降低混凝土内外温差和改善约束条件，是防止混凝土产生裂缝的重要措施。
1.3外界气温引起的变化
混凝土在浇筑过程中产生的温度与外界气温的变化有着直接的关系，浇筑产生的温度同时也影响混凝土内部温度。文献[3]中提到：当大体积混凝土的浇筑温度升高时，水泥的水化速度加快，混凝土内部最高温度出现时间提前。如果外界气温下降，特别是气温骤降，会加大混凝土的温度梯度，致使温度应力增大。此时，混凝土内部产生压应力，外部产生拉应力，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土的表面就会出现裂缝。
2、大体积混凝土裂缝的预防措施
2.1优化混凝土配合比
混凝土配合比的优化设计是实现降低砼的温升，缓解砼沉降收缩的最佳途径。
2.1.1选用适宜品种的水泥
大体积砼宜选用低水化热的水泥品种，宜优先选用低水化热的矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥或复合水泥，以减少或避免因水化热过大、水化热集中带来的收缩及温度裂缝。
2.1.2掺入适量粉煤灰
在混凝土中掺加适量粉煤灰可以使砼具有良好的和易性、可泵性、抗渗性、抗离析，减少泌水现象的发生，同时粉煤灰替代等量水泥，减少水泥用量，可降低砼的温升。由于粉煤灰的比重较水泥小，混凝土振捣时易浮于砼表面，影响强度，还会产生塑性收缩裂缝。因此，粉煤灰的掺量应根据实际情况确定，不宜过多。
2.1.3加入外加剂
使用高效减水剂有助于改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度。在砼中掺入微膨胀剂，补偿一部分砼的收缩，从而放宽温差的限制；降低砼收缩拉应力，减少温缩裂缝的产生。掺加缓凝型减水剂还能推迟初凝时间，减缓浇注速度以利散热，能有效减少或避免干缩或温缩裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.1.4增加混凝土中粗骨料用量，严格控制集料的级配、含泥量，砼增加粗骨料用量，由于表面积减少，相对水泥用量降低，砼产生的水化热会降低，减少裂缝产生。同时严格控制集料的级配及其含泥量。如果含泥量大的话，不仅会增加砼的收缩而且会引起砼抗拉强度的降低，对砼抗裂不利。
2.2合理养护
砼浇筑后采取合理的养护措施可以有效预防大体积砼裂缝的产生。养护环境湿度的提高可缓解砼表面水分蒸发带来的干缩裂缝，混凝土拆模时温差控制不超过20度，养护环境下温度的适当提高可以降低内外温差，使降温速度趋缓。温度应力的减少，有利于强度增加，应适当延长混凝土的养护时间。
2.3改善约束条件
2.3.1增设后浇带
当混凝土结构尺寸较大时，可在大体积砼增设后浇带，以减少外约束应力。
2.3.2设置抗裂钢筋网片
砼表面设置抗裂钢筋网片，防止砼收缩时产生裂缝。
2.4混凝土浇筑中的施工控制
2.4.1降低混凝土的浇筑温度
砼拌和可采用降低水和骨料入仓温度的方法降低砼的浇筑温度。对砼泵、粗细集料采用搭设遮阳棚，在砼泵管上覆盖湿麻袋等辅助措施来降低砼的浇筑温度；同时避免砼搅拌时间、运输时间过长，产生水化热大、水化热集中产生裂缝。
2.4.2采取分层浇筑
分层浇筑砼，利用浇筑面散热，以大大减少施工中出现裂缝的可能性。分层浇筑分为全面分层、分段分层、斜面分层等，根据结构的平面尺寸确定厚度，应控制第一层砼初凝以前被上层新砼覆盖，确保砼的凝结强度。
2.4.3撒石子法
大体积砼表面存有较厚水泥浆，砼浇筑后，可以在表面均匀的撒上一层薄薄的小石子，并用刮尺刮平，初凝前用铁滚筒碾平压实，再用木抹子搓平，以控制砼表面裂缝。
2.4.4投毛石法
在设计允许的情况下可向大体积砼中投入15%～20%的洁净毛石，减少水泥含量，可有效地降低砼的温升。投石要均匀，并使毛石均匀分布在砼内层。
2.4.5在砼中埋设冷却管
在大体积砼中埋设水管，砼刚浇筑完时，利用向水管中注入冷却水带走砼中的热量，降低砼内部最高温度，从而减少温升和内外温差，尤其是适用超大体积混凝土结构。
2.4.6基础、支架、模板的要求
基础与支架要有较好的强度、刚度、稳定性，并采用预压措施，避免出现支架下沉、模板的不均匀沉降和脱模过早引起的结构裂缝。
3、结语
大体积混凝土结构在施工时应对混凝土的材料选择、温度和养护等方面进行控制，大体积混凝土的施工质量除了必须满足强度、耐久性、防水性等要求外，主要应对温度变化和收缩引起的裂缝进行预防和控制。本文根据大体积混凝土的实际特点,总结了温度裂缝形成的原因和常用的预防措施，结合工程实例对通水冷却等温差控制措施进行了详细介绍,并根据实测的温度曲线分析了其降温效果。结果表明，这些措施可以有效地控制大体积混凝土在施工过程中产生的裂缝，并且应在大体积混凝土施工过程中对温度进行实时监控，及时掌握温度变化情况，并采取相应的措施。
参考文献:
[1]谭维祖.混凝土收缩、开裂及其评价与防治[J].混凝土,2001.
[2]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社.
[3]浇筑温度对大体积混凝土温度应力的影响[J].长安大学学报（自然科学版）,2011（09）.
论文作者:任海峰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/26
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 温度论文; 应力论文; 体积论文; 水化论文; 温差论文; 《基层建设》2017年第10期论文;