刘岳鹏
东莞华润混凝土有限公司 523170
摘要：大体积混凝土开裂后，其性能与原状混凝土性能相差很大，尤其是对耐久性（渗透性）的影响更大，而混凝土渗透反过来又会加速和促使混凝土的进一步恶化，严重影响结构的长期安全和耐久运行。而裂缝大多又是在早期产生的，通过对大体积混凝土裂缝产生的原因和类型的论述，从各个环节提出了预防裂缝的综合措施。
关键词：大体积混凝土；裂缝；原因；控制措施
近年来，大体积混凝土广泛应用于施工项目，有效提升了建筑结构的稳定性和承载力。可是，由于该种混凝土体积大、内部温升比较快，致使水泥水化热现象极为明显，且散热比较慢，导致大体积混凝土内外产生一定温差而引发裂缝问题，成为其进一步应用与推广的关键障碍。因此，大体积混凝土应用中必须采取有效措施控制裂缝问题，确保工程项目的施工质量，进而不断完善与发展大体积混凝土施工技术。
一、大体积混凝土裂缝产生的主要原因
1.温度应力
水泥水化热过程中会释放一定热量，在一般混凝土结构中热量释放较快，可大体积混凝土由于水泥用量大、表面系数比较小，水化热过程中释放的大量热量不易扩散，迫使混凝土结构内部温度骤升，以致于与外部环境形成了一定温差。在温差作用下，引发混凝土结构产生不规则伸缩，伸缩到极限时便在结构内部产生应力，迫使混凝土表面出现裂缝。
另外，混凝土浇筑温度也是引起温差应力的重要因素。混凝土浇筑温度随着外界温度变化而变化，因而，外界温度变化会严重影响混凝土浇筑温度。浇筑过程中，如果外界环境温度骤降就会降低浇筑温度，必将导致混凝土内外环境产生严重温差，并产生温度应力。通常情况下，浇筑后3天混凝土可能出现裂缝现象。
除了以上两种因素外，混凝土拆模前后的温度变化也是温度裂缝的一种具体表现。拆模前后，混凝土表面温度将出现明显变化，并在拆模后突然下降，导致裂缝问题出现。
2.收缩因素
混凝土浇筑后，在其逐渐散热和硬化过程中自身体积开始收缩，大体积混凝土尤为明显。收缩过程中一旦混凝土受到外界约束就会在体内产生一定程度收缩应力，如果收缩应力超过混凝土极限抗拉强度，就会引发裂缝问题。混凝土之所以会产生裂缝问题，主要与水泥品种、水泥用量和用水量有关。一般情况下，中低热水泥和粉煤灰水泥收缩量比较小，故在需要时应当采用此种品种的水泥。
大体积混凝土中有五分之一水分是水泥硬化所需要的，其余水分理论上应当被完全蒸发掉。可是，事实与预计不可能完全一致，经常发生水分过分蒸发的问题。当蒸发掉的水分超过本应蒸发掉的水分时就会引起混凝土收缩，进而产生裂缝。另外，大体积混凝土通常添加的矿物质掺合物、减水剂、骨料等物质，一定程度也会影响混凝土的自缩值。
3.安定性裂缝
龟裂是安定性裂缝表现之一，主要是由水泥安全性不合格、抗裂强度低、承载能力不合格引起的。因此，提高混凝土强度也是控制混凝土裂缝问题的有效措施。
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二、控制大体积混凝土裂缝问题的有效措施
（一）原材料方面的措施
1、水泥选用
鉴于水泥品种、水泥用量是影响大体积混凝土收缩的重要因素，设计时应尽量选择低热或中热水泥，比如大坝水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。情况允许的话，也可以采用微膨胀混凝土以降低混凝土收缩性。
2、掺合适当煤粉
通常情况下，混凝土中掺合煤粉后能够有效提升混凝土的抗渗性、耐久性，进而增强抗裂性能。同时，还可相对降低水泥用量，较少水化热现象和收缩问题。为此，大体积混凝土选择原材料时一定不能漏掉煤粉，并注意其掺合量设计。
3、选择优良的骨料
由于骨料在大体积混凝土配比中占有三分之二比例，其膨胀吸水对混凝土收缩值具有严重影响。为此，设计时应尽量选择膨胀系数低、表面洁净、尺寸大小相同的优质骨料，不可为了节省工程成本而选用劣质材料，否则会加大大体积 混凝土收缩值。
4、添加一定外加剂
如果在积混凝土中添加一定比例高效减水剂能够增加混凝土流动性，降低混凝土的自缩值；如果在混凝土中添加一定比例干缩剂能够将混凝土收缩值降低一半左右，等等。通过这些例证，我们不难发现在混凝土中添加适当比例的外加剂，能够有效降低大体积混凝土收缩值。
（二）设计方面的措施
设计大体积混凝土结构时，设计人员应充分考虑施工当地气候特征合理安排浇筑方案、确保浇筑温度适宜，尽量避免因温差引起温度应力效应。同时，应采取有效措施降低水泥用量以降低温度效应带来的负面效果，比如添加减水剂。添加减水剂，能够在混凝土和易性及水泥用量不变条件下减少拌合用水量，增强混凝土强度。反过来，也可在强度要求不变条件下相对降低水泥用量。
水泥含量相对较少情况下，为了保证大体积混凝土强度应另外添加一些增强材料。比如，添加一些有机纤维、无机纤维、金属纤等材料，增强混凝土抗拉强度，提高混凝土抗裂性能。为了实现上文中预期效果，实际人员必须严格实施配合比实验，合理设计减水剂、增强材料等物质配合比。大体积混凝土配合比并不是随意确定的，设计人员必须根据实验制定混凝土配合比方案，经过多方比较后才可确定配合比，确保搅拌后的大体积混凝土符合施工设计规范。
（三）施工方面的措施
1、控制温差
除了减少水泥用量能够降低温度效应负面影响，施工过程中控制温差另一有效措施就是严格控制浇筑温度。由于浇筑温度会引发缓凝土内部产生温差，因此，浇筑工序应尽量避免在正夏进行，尤其正午时分。因此，正分时分施工会提升浇筑温度，强化温度应力效应带来的负面影响。
如果大体积混凝土施工过程中形成了大的温差，施工人员必须采取强制措施减少混凝土内外温差。比如，经设计人员通过后可以适当地实施洒水措施，也可事前在混凝土内部预埋水管并向内排放冷水，利用冷水温度强迫降低混凝土内部温度。
2、科学设置配筋
科学、合理地设置配筋能够有效提高混凝土的抗裂性，原因在于直径较小的配筋、配筋分布间距小时，大体积混凝土抗裂性能会显著提升。由于大体积混凝土中间部分的配筋比较少，因此，施工人员必须合理布置配筋布局，最好将配筋间距设计为小于0.1m。
3、其他措施
由于混凝土收缩产生的收缩应力将会导其产生严重的裂缝问题，必须采取有效措施尽可能混凝土收缩值。除了添加外加剂、降低水泥含量、控制温度应力等几种措施外，还可考虑如何降低外界环境对混凝土的约束力。比如，建筑底板工程施工中地基对其具有一定程度约束力，那么可以设置滑动层减少地基对混凝土结构的约束力，使混凝土能够自由张拉，进而避免产生裂缝。
结束语
大体积混凝土的开裂是目前学者和工程界关注的一个重要问题，通过以上分析可知，大体积混凝土的材料型裂缝主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的，在施工时一定要严格把关，精心选择原材料，做好混凝土早期养护及其预防发生的措施，把混凝土的裂缝减少到最低限度，确保工程质量达到设计及使用要求。
参考文献
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[4] 曹琛.大体积混凝土裂缝成因的探讨及防治措施.中国证券期货，2012.4
论文作者:刘岳鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/23
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