摘要：大体积混凝土在各类建构筑物中运用广泛。由于水泥水化热引起混凝土浇筑体内部温度剧烈变化，混凝土浇筑体早期塑性收缩和混凝土硬化过程收缩增大，混凝土浇筑体内部温度收缩应力剧烈变化，产生裂缝，影响混凝土结构的适用性、耐久性甚至安全性。笔者结合工程经验，表述了大体积混凝土裂缝成因，提出了大体积混凝土结构裂缝的防控措施。
关键词：大体积混凝土；裂缝成因；裂缝防控；养护
大体积混凝裂缝较为普遍的存在，混凝土结构各种性能受到不同程度的影响。因此，探讨大体积混凝土裂缝成因和提出相应防控措施就显得格外重要。
所谓大体积混凝土，一般理解为尺寸较大的混凝土。国内外对大体积混凝土有许多不同的定义，至今没有统一标准。《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009中规定，混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶泥材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。
1、大体积混凝土裂缝的成因分析
1.1水化热影响
混凝土浇注初期产生大量水化热。由于混凝土表面散热的影响，混凝土中心温度向表面递减，产生温度梯度，导致混凝土内外变形不统一，产生温度应力，当混凝上抗拉应力不能抵抗温度应力的作用时，结构就会产生裂缝。
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。
混凝土内部和表面的散热条件不同，形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。
1.2约束影响
浇筑大体积混凝土时,其内部产生的水化热会使混凝土的温度升高,由此产生的变形可能会受到已有结构或模板的约束,从而产生约束应力；在混凝土浇筑完成后,温度的上升会使混凝土产生的膨胀变形,周边的约束会使其内部产生压应力；当混凝土水化反应减慢,温度下降时,又会在其内部产生拉应力；由于混凝土所受约束的不相同而导致产生应力大小也不相同，当其超过混凝土的抗拉强度时,其内部会出现裂缝。
1.3收缩影响
混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形，受到外部约束时（支承条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在硬化初期主要是水泥在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。
1.4其他影响
许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆大体积混凝土水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起化学反应会产生裂缝；混凝土自身的不均匀性和脆性都是混凝土易于形成裂缝的内在的因素。
2、大体积混凝土裂缝的防控措施
实践经验证明大体积结构的裂缝大多数是由温度裂缝原因引起的。控制大体积混凝土的温度裂缝可采用措施：
2.1 原材料合理选择
（1）用中、低热的水泥品种。选用中、低热水泥品种是控制混凝土温升最根本方法。结构工程中的大体积混凝土，大多采用矿渣硅酸盐水泥，其水泥熟料矿物含量要比硅酸盐水泥少得多，而且混合材料中的活性氧化硅、活性氧化铝与氢氧化钙、石膏的作用，在常温下作用比较缓慢，早期强度较低，但在硬化后期由于水化硅酸钙凝胶数量增多，使水泥石强度不断增长，对利用后期强度非常有利。
（2）掺加外加剂。在混凝土中掺入适量的粉煤灰，不仅可满足混凝土的可泵性，而且还可以降低混凝土的水化热。
（3）集料的选择。在选择粗集料时，尽量选用粒径较大、级配良好的石子。在选择细集料方面，以选择优质的中、粗砂为宜，可降低混凝土的温升和减少混凝土的收缩。
2.2 温度控制方面的防控方法
（1）控制混凝土出机温度和浇筑温度。为了降低混凝土出机温度，最有效的办法就是降低砂石的温度。为防止太阳的直接照射，在砂石料场搭设简易遮阳装置。混凝土拌和前用冷水冲洗粗集料，再加上冰块拌和，使混凝土的出机温度降低。混凝土浇筑温度越低对降低混凝土内外温差越有利，适当控制混凝土的浇筑温度可以降低混凝土的干缩。
（2）养护温度控制是一项关键工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度，控制混凝土内外温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生。尽可能多养护一段时间，拆模后应立即回土或覆盖保护，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。在混凝土养护阶段的温度控制：1）混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值应小于20℃； 2）混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃，其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。3）运用内部降温法来降低混凝土内外温差，内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部温度。4）保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、湿砂等）在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。
2.3其他措施
（1）合理采用二次振捣技术。对浇筑后未初凝的混凝土进行二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗集料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋之间的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少混凝土内部微裂，增加混凝土的密实度，从而可提高混凝土的抗裂性。
（2）改善边界约束：“后浇带”分段施工的方法、合理配置钢筋、外约束的接触面上设置滑动层、避免应力集中。
3、结束语
具体施工中要靠我们多观察、多比较，结合多种防控理措施，动态控制。大体积混凝土裂缝，应以预防为主，大体积混凝土工程是个复杂的系统工程。因此，在设计、材料选取和施工过程控制必须相互联系，必须结合实际、全面考虑，才能起到良好的效果。
大体积混凝土的施工过程中要引起高度重视，合理采用施工措施，严格控制温度应力防止表面裂缝杜绝深度裂缝和贯穿裂缝，确保大体积混凝土的施工质量。
论文作者:刘晓光
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/1
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