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摘要：随着我国经济的迅速发展，基础设施建设中大体积混凝土越来越多，工程实践证明，大体积混凝土施工难度比较大，施工技术要求高，混凝土产生裂缝的机率较大。混凝土出现裂缝，就会直接影响工程质量，如果得不到重视，可能会造成无法估量的损失。为了保证工程质量，降低经济损失，我们要尽量控制裂缝的出现。
关键词：大体积混凝土；混凝土裂缝；配合比设计；混凝土养护
1.概况
1.1大体积混凝土
任何现浇混凝土，其尺寸到达必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，即最大限度减少开裂影响的，或建筑物的基础最小边尺寸不小于1m范围内就属于大体积混凝土。
1.2大体积混凝土裂缝的危害
混凝土裂缝是混凝土结构的严重病害。混凝土早期表面裂缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力的作用下，表面裂缝可发涨成具有破坏性的贯穿逢和深层裂缝。贯穿裂缝和深层裂缝会破坏结构的整体性，改变混凝土的受力条件，有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响构造物的质量和运行安全性。而大体积混凝土往往运用在一些重要的结构上，一旦出现裂缝，可能造成的损失会更加严重。
2.对大体积混凝土裂缝成因的分析
2.1温度因素
由于水泥的水化作用是放热反应，大体积混凝土自身又具有一定的保温性能，因此其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多，而在混凝土升温峰值过后的降温过程中，内部降温速度又比其表层慢得多，在这些过程中，混凝土各部分的温度变形及由于其相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生的温度应力，是相当复杂的。一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝。此外，外界气温的变化和混凝土的导热性能对混凝土温度也有重要影响。温度是引起大体积混凝土裂缝最主要的因素。
2.1.1水泥水化热的影响
水泥水化过程中放出大量的热量，是混凝土内部热量的主要来源。其主要集中在浇筑后的7d左右，一般每克水泥可以放出500J左右的热量，如果以水泥用量350Kg/m3~550 Kg/m3来计算，每m3混凝土将放出17500KJ~27500KJ的热量，从而使混凝土内部升高（可达70℃左右），中心温度很高，就会形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当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。
2.1.2外界气温变化的影响
浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高，如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度，外界温度的下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发混凝土的开裂。
2.2混凝土收缩的因素
引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩三种。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。干湿交替会引起混凝土体积的交换变化，这对混凝土是很不利的。另外，外界气温湿度的变化也会造成混凝土收缩，外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的产生。
2.2.1塑性收缩裂缝
塑性裂缝出现在结构表面，形状不规则且长短不一，这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。塑性裂缝又称龟裂，严格说来属于干缩裂缝，出现很普遍。产生这种裂缝的因素是多方面的：如当新拌混凝土的坍落度较大，而振动时间过长时，水泥浆浮在上层，骨料下沉时受到钢筋或其他物质的约束，出现不均匀沉降，从而使混凝土的表层产生裂缝；
2.2.2混凝土干缩引起的裂缝
在混凝土硬化过程中，产生内部干缩而引起体积变化，当这种体积变化受到约束时，就可能产生干缩裂缝。干缩裂缝处在结构的表面，较细，其走向纵横交错，没有规律性。
2.3不均匀沉降和其他因素引起的裂缝
2.3.1当结构的基础沉降不均匀时，结构构件受到强迫变形，导致结构物中构件与构件之间产生斜拉和剪切作用，从而使得结构构件开裂，随着不均匀沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况，待地基下沉稳定后，将不会再有变化。
2.3.2由于振捣不密实，沉实不足，或者骨料下沉等原因引起的砼沉缩裂缝在大体积砼（特别是泵送大流态砼）施工中也是非常多。
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3.大体积混凝土的预防控制措施
大体积开裂主要是水化热使混凝土温度升高引起的，所以采用适当措施控制混凝土温度升高和温度变化速度，同时通过控制混凝土的收缩和其它措施，在一定范围内，就可控制和减少裂缝的现象。这些措施包含了混凝土施工的全过程，包括选择混凝土组成材料、施工安排、浇筑前后降低混凝土的措施和养护保温等。
3.1优选混凝土各种原材料
3.1.1水泥的选择
大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量，因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥，并尽量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的温升，提高混凝土硬化后的体积稳定性。
3.1.2骨料的选择
在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量，也可以相应减少水泥用量，还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。
在选择细骨料时，采用平均粒径较大的中粗砂，从而降低混凝土的干缩，减少水化热量，对混凝土的裂缝控制有重要作用。
3.1.3掺加外加料和外加剂
掺加适量粉煤灰，可减少水泥用量，从而达到降低水化热的目的。但掺量不能大于30%。掺加适量的减水剂，它可有效地增加混凝土的流动性，且能提高水泥水化率，增强混凝土的强度，从而可降低水化热，同时可明显延缓水化热释放速度。
3.2设计优化措施
精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。
3.3施工控制措施
3.3.1控制混凝土入模温度
入模温度的高低，与出机温度密切相关，另外还与运输工具、运距、转运次数、施工气候等有关。
在温度较高的情况下进行施工，可以在施工现场对堆在露天的砂石用布覆盖，以减少阳光对其的辐射，同时对浇筑前的砂石用冷水降温。在搅拌过程中向混凝土中添加冰水。
如果是在冬季进行施工，因为要防止早期混凝土被冻问题，所以要求混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。在浇筑混凝土以前还应该对基础及新混凝土接触的冷壁用蒸汽预热，对原材料应视气温高低进行加热。
3.3.2砼温度控制、监测与养护
（1）温度控制、监测
为能够较准确地测量出砼内部温度，在砼中预埋测温管，用水银温度计测温。上下层温差控制在15~20℃之内。根据各测点的温度，可及时绘制出混凝土内部温度变化曲线，对照混凝土理论计算值，分析存在的问题，采取相应的技术措施。
（2）砼养护
混凝土浇筑完毕后，在其顶面及时加以覆盖，要求覆盖严密，并经常检查覆盖保湿效果。其主要作用有二：一是蓄水保温，防止表面水分蒸发和抵抗受太阳辐射与刮风时温度骤变，二是保持内外温差的稳定。
4.结论
对于大体积混凝土裂缝，应以预防为主，为此需要精心设计、施工，掌握住它的基本知识，并根据实际采取有较措施，会使施工质量得到很好的保证。以上各项技术措施并不是孤立的，而是相互联系、相互制约的，设计和施工中必须结合实际、全面考虑、合理采用，才能起到良好的效果。
参考文献：
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[3]JGJ55－2011，普通混凝土配合比设计规程[S]；
[4]GB50204-2015，混凝土质量验收规范[S]；
作者简介：盖震，男，生于1994.03，学历本科。
论文作者:盖震,周鹏
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/23
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 温度论文; 体积论文; 水化论文; 水泥论文; 应力论文; 《建筑细部》2019年第9期论文;