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摘要：温度和收缩应力是大型混凝土硬化出现裂缝的主要因素，混凝土开裂不但影响自身结构的完整性而且影响防水性和耐久性，严重的裂缝还会危及到结构，对安全造成危害。本文分析了大型混凝土裂缝出现与形成的原因，总结了裂缝预防与控制的方法，为进一步探求大型混凝土裂缝形成因素以及裂缝控制提供一定依据。
关键词：大型混凝土；裂缝；成因分析；裂缝控制
在一些建设项目中，大型混凝土扮演着重要的角色，如隧道、桥梁的建设都少不了大型混凝土。大型混凝土除了体积较大的特点以外，其在周围环境的影响下极易产生裂缝，裂缝过大会影响混凝土自身的结构性与稳定性等多方面性能，大多结构的破坏和倒塌都是从裂缝演变而来。
1、裂缝的种类
混凝土是一种脆性材料，由砂石与水泥浆组成的复合材料。大型混凝土裂缝种类繁多，划分标准也不尽相同。
1.1微观裂缝与宏观裂缝
依照肉眼是否可见大型混凝土裂缝可分为两种，其一是微观裂缝，大多肉眼不可见；宏观裂缝是相对于微观裂缝而言，肉眼可见。
微观裂缝普遍存在于浇筑成型的大型混凝土中，无论其是否已经承受荷载。大型混凝土微观裂缝大致可归纳为粘着裂缝、水泥石裂缝、集料裂缝三种，无论哪种裂缝，其宽度一般小于0.05mm。通常情况下，微观的混凝土裂缝不会影响使用，对结构不会产生影响。但是，微观裂缝极易引发应力集中，降低抗拉强度，而较多工程中的结构裂缝，均是由于抗拉强度不足引发的。
宏观裂缝是相对于微观裂缝而言，一般认为由微观裂缝发展而来，其宽度大于0.05mm。国家规范从耐久性、承载力和正常使用要求等方面规定，裂缝的最大允许值是0.1mm。
1.2表面裂缝、浅层裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝
根据裂缝的危害性，以及形成裂缝的深度（H）与裂缝截面的厚度（W）对应关系，可以将大型混凝土裂缝划分为表面裂缝、浅层裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝。
1）表面裂缝（H≤0.1W）。通常称仅存在于大型混凝土结构浅层的裂缝为表面裂缝。按其样式可分为龟纹状裂缝、竖向裂缝与水平裂缝。这种裂缝大多是由于混凝土等级不足、施工方式不当、养护工作不到位等因素所形成。
2）浅层裂缝（H＜0.5W），这种类型的浅层裂缝，在建筑物正常使用的过程中是不会出现威胁安全的风险，但是值得我们注意的是，此类缝隙的产生往往是由于建筑结构的荷载突然加强或者是在施工的过程中浇筑不均匀导致的，所以如若发现此类裂缝应当对于进行严密的监控，以防止浅层裂缝进一步恶化发展成为深层裂缝的可能性。
3）深层裂缝(0.5W≤H＜W)。大型混凝土的结构变化、非标准施工、受到超重荷载、突然冲击作用等因素均可使裂缝往深处延伸危害结构的整体性与稳定性。这种程度的裂缝已经在某种程度上打断了结构应有的连续受力面，其危险性较高，一般在大型混凝土的施工过程中是不应该出现深层裂缝的。
4）贯穿裂缝(H=W)。大型混凝土水化过程中放热所形成的裂缝大部分是贯穿裂缝，该裂缝的产生是由于受到拉力导致结构表面裂缝，从而引发了贯穿裂缝。这种裂缝不会仅仅存在于混凝土表面，而是会延伸到结构断面，导致结构整体性和稳定性的破坏。
(a) 浅层裂缝（H＜0.5W）；(b) 深层裂缝(0.5W≤H＜W)；(c) 贯穿裂缝(H=W)
2裂缝的成因
大型混凝土裂缝形成的因素繁多复杂，多数情况各个因素并不独立存在，但是几乎每条缝隙都有导致其存在的一种或几种主要因素。大多与施工工艺、初期设计、施工材料、周边环境等因素有关。
2.1施工工艺因素
在大型混凝土浇筑拼装的过程中，如果施工工艺不够完善，施工质量不达标，则极容易产生各种裂缝，裂缝的位置、方向、宽度以及成因各不相同，一般有以下4种原因：
1）混凝土长时间的搅拌与运输过程中，其中的水分过度蒸发，导致混凝土有比较严重的塌落，使大型混凝土上出现不规则的收缩裂缝。
2）浇筑模具刚度不足，或者急于施工过早地拆下模具，导致混凝土强度明显不足，使其在自重或者其他荷载与应力的作用下形成裂缝。
3）在混凝土养护过程中管理不够完善，如表面不及时覆盖进行潮湿养护，造成早期失水过多导致混凝土与空气接触的表面上出现裂缝。
4）不当的振动搅拌方式会使混凝土分层浮浆，导致混凝土面层形成裂缝或者砂浆向位置较低处大量流淌致使混凝土形成不均匀的沉降形成裂缝。
2.2外界环境因素
1）温度。混凝土在硬化过程中受温度变化发生的形变受到内与外的双重约束后会产生非常大的应力，当应力超过其可承受的强度时，就会产生裂缝。
2）钢筋锈蚀
混凝土质量不好，钢筋保护层厚度不足或者由于氯化物介入都会导致钢筋表面的氧化保护膜破坏，从而对周边的混凝土产生膨胀应力导致混凝土裂缝、剥离，结构承载能力下降，并诱发其他裂缝。
3）材料质量因素
通常情况下，我们所指的混凝土主要有水泥、水、砂石等组成的水泥混凝土。水泥和水发生化学反应并与集料颗粒一同形成坚硬的整体，致使混凝土具有一定的强度。但是，如果组成混凝土的材料存在质量问题，就会对其强度产生影响，导致裂缝的形成。
3裂缝控制
3.1降低混凝土发热量
混凝土自身的散热能力，浇筑尺寸，施工温度以及各种温度的总和决定了最终的结果，所以降低混凝土的发热量是预防裂缝产生的重要措施。在满足设计强度要求的前提下，尽量选择低热水泥、降低水泥用量、降低混凝土浇筑温度对于预防裂缝的产生是十分有利的。
3.2降低混凝土浇筑温度
水化放热和环境因素的变化均会引发大型混凝土的体积变化从而导致开裂。若在适当范围内将降低混凝土的初始温度，使其水化放热后的温差较小，从而产生的拉力小于混凝土的抗拉强度即可避免混凝土裂开。
3.3合理的分块分层浇筑
在施工中，大多数情况下会根据搅拌与浇筑能力将大型混凝土分割成若干小块进行浇筑。在分块的过程中要注意断面的突然变化，不同断面的温度与干缩情况均不相同，断面处会产生对混凝土的约束力，分块分层施工不但有利于减弱大型混凝土内部高温和内外温差还能减少因水平结构尺寸过大而产生的约束力。
3.4混凝土面层保温
混凝土的特性是在无约束的状态下表面冷却可使其表面收缩。在有约束的状态下则会减少收缩，但是会引来拉应力，温度下降幅度过大则足以引起表面开裂。所以在冬季施工时，避免混凝土受到冷击，更应该采用保温保湿措施，让其延长冷却时间直到达到温差允许的范围中，使拉应变不至于达到危险的程度。
3.5混凝土面层保湿度
预防大型混凝土开裂的其中一个重要因素是使其温度在降低的同时尽可能保持新浇筑的部分水分不流失。混凝土在不能保湿表面湿润的情况下，最终干燥时其表面最终干缩应变。所以，要在合理范围内尽量延长其湿润时间，避免快速干缩使其能够增长强度来抵抗开裂应力。若遇到环境十分干燥的情况，则需要连续充分湿润的养护以达到较高的表面强度，让混凝土表面缓慢的干燥有利于减少其开裂。
4 结语
影响大型混凝土裂缝的因素繁多，其裂缝的预防与控制是一个复杂的问题。但是，只要在实地调研，设计、原材料选择、施工过程和后期养护等多方面严格把关，就能在可控范围内解决大型混凝土裂缝问题。
参考文献：
[1]卢宪华.浅谈混凝土裂缝成因及控制措施[J].城市建设理论研究：电子版，2012（15）
[2]邢江.浅谈混凝土裂缝产生的原因与控制措施[J].中华民居旬刊，2014（6）
[3]史平.浅谈混凝土裂缝成因与控制措施的几点认识[J].城市建设理论研究：电 子版，2012（10）
论文作者:师进田1,荆利娜2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/16
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