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摘要：阐述大体积钢筋混凝土基础裂缝产生的主要原因，提出了预防和控制裂缝开展的具体措施
关键词：表面裂缝；贯穿裂缝；成因；控制
１、概述
随着我国经济的发展，建设规模越来越大，工程中大体积钢筋混凝土结构越来越多。尤其在我们工业建筑的设计中经常遇到的水池、大型动力基础等等。这种大体积钢筋混凝土具有结构厚、体型大、钢筋密、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高等特点。在施工中如果措施不当，很容易导致钢筋混凝土结构出现裂缝，这不仅破坏结构的整体性，影响结构安全，在水工结构和建筑物基础等工程部位还会造成渗漏，绐整个工程造成非常严重的危害。如何控制裂缝的产生，一直是大体积混凝土结构施工中的一个重大课题。
2、大体积钢筋混凝土裂缝的种类
大体积钢筋混凝土裂缝包含微观裂缝和宏观裂缝两大类，微观裂缝是肉眼不可见的，主要有三种：（1）粘着裂缝；（2）水泥石裂缝：（3）骨料裂缝。宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果，宏观裂缝分两种，即表面裂缝和贯穿裂缝。表面裂缝相对危害性较小，可采取表层抹面、保温、保湿等措施来弥补和避免。
我重点要强调的是贯穿裂缝。贯穿裂缝产生的原因是：随着水泥水化反应的结束以及混凝土的不断散热，大体积混凝土由升温阶段过渡到降温阶段一随温度降低，体积收缩。由于混凝土内部热量是通过表面向外散发的．降温阶段混凝土温度场的分布仍就是中心温度高、表面温度低的状态，因此混凝土中心部分与表面部分的冷却程度不同，在混凝土内部产生较大的内约束，同时地基和边界条件也对收缩的混凝土产生较大的外约束。内外约束的作用使
收缩的混凝土产生拉应力，大体积混凝土随龄期增长，强度增大，弹性模量提高，徐变影响减小，因此，降温收缩产生的拉应力较大，除了抵消升温时产生的压应力以外．在混凝土中形成了较高的拉应力，从而引起大体积混凝土的贯穿裂缝。
这种裂缝会影响结构整体性、防水性，从而造成钢筋锈蚀影响结构的耐久性，所以这种裂缝必须坚决控制。
3、大体积钢筋混凝土裂缝产生的原因
大体积钢筋混凝土基础产生宏观裂缝有三个主要原因：（1）动荷载等外荷载引起的裂缝，即按常规计算的主要应力引起的裂缝。（2）结构次应力引起的裂缝，即结构的实际工作状态同常规计算假定有出入而引起的裂缝（3）形变化引起的裂墟，即结构由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝。
在工程实践中大体积钢筋混凝土结构物的裂缝起因，由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等引起的裂缝约占80％～85％，而其它原因引起的裂缝约占5％～20％左右。
4、控制大体积钢筋混凝土裂缝产生的措施
4.1材料质量控制
（1）水泥。由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热。宜选用中热或低热、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山
灰质硅酸盐水泥等。这是控制混凝土温度升高的有效方法。同时，在不影响水泥活性的情况下，要适当减小水泥的细度，因为水泥的细度会影响水化热的放热速率。
（2）骨料。粗骨料宜采用自然连续级配，可以减少水泥和水的用量，增强混凝土的和易性，有效控制混凝土的温升。在条件允许下，尽量选用粒径较大级配良好的骨料，粒径越大，级配越好，空隙率越小，总表面积越小，每平方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小，水化热就随之降低。细骨料宜采用级配良好的中砂和中粗砂。因为其孔隙率小，总表面积小，这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少，水化热就低。同时，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收缩变形就越大，裂缝就越严重。一般含泥量控制在2％以内。
4.2施工温度控制
为了降低混凝土的总体温度，减少结构的内外温差，采取控制混凝土的出机温度和浇筑温度的手段是非常重要的。
（1）混凝土出机温度的控制影响最大的是石子和水的温度。为此重点是控制石子的温度。气温高时，要在砂石堆场搭遮阳装置，必要时向骨料喷水雾或使用前用冷水冲洗骨料；冬季，则要求砂石骨料中不得含有冰块。
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（2）混凝土浇筑温度的控制。混凝土从搅拌饥出料后，经搅拌车运输、卸料、泵送、浇筑、振捣、平仓等工序后的温度称为浇筑温度，浇
筑温度对结构物的内外温差影响不大，但温度过高会引起较大的干缩，给混凝土浇筑带来不利。根据实践经验建议最高浇筑温度控制在40℃以下为宜。这就要选择合理的浇灌时间，完善浇筑工艺，并加强养护工作。
4.3采用二次振捣工艺增加混凝土密实度
对浇筑后的混凝土，在振捣界限以前给予二次振捣．能排除混凝土因泌水在粗骨料和水平钢筋下部生成的水分和空隙．提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土抗压强度提高10％～20％，从而提高抗裂性。这里所指振动界限是指混凝土二次振捣的恰当时间，即混凝士经振捣后尚能恢复到塑性状态时间。
4.4改进混凝土搅拌工艺
提高混凝土硬化后界面过滤层的结构致密，加强粘结性。搅拌新工艺是采取二次投料，加大砂浆或净浆的裹石面积，可以有效地防止水膜的存在而使界面过滤层疏松多孔，达到增加混凝土强度的目的。
4.5混凝土浇筑质量控制
（1）全面分层：即在第一层全面浇筑。全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝上还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸一般不宜太人，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
（2）分段分层：混凝土浇筑时．先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层，由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求应的混凝土较少．不像第一种方案那样集中。这种方案适用于结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
（3）斜面分层：要求斜面的坡度不大于1／3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。
4.6混凝土养护
（1）养护时间：为了保证新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生的裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水。具体要求是：普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于14d；矿渣水泥、火山灰质水泥、大坝水泥、矿渣大坝水泥拌制的混凝土不得少于21d。
（2）养护方法：大体积混凝土养护方法，分降温法和保温法两种。降温法，即在混凝土浇筑成型后，用蓄水、洒水或喷水养护；保温法是在混凝土成型后，使用保温材料覆盖养护。
5、结语
面对大体积钢筋混凝土结构裂缝的重大课题，在施工中必须考虑温度应力的影响并设法降低混凝土内部的最高温度和减小其内外温差。而温度应力的大小，又涉及结构物的平面尺寸、结构厚度、约束条件、含筋率、混凝
土各种组成材料的特性等多种因素。因此，必须采用温度差和温度应力双控制的方法，编制
好切实可行的施工方案和合理周密的技术措施，在施工中采取全过程的温度监测工作，防止产生温度裂缝。但控制温度裂缝不是单纯的施工工艺和结构理论问题，而是涉及结构计算、构造设计、材料组成和其物理力学性能等多学科的综合性问题。为此，没计、科研和施工单位应相互协作，共同加以解决。
参考文献：
[1]《大体积混凝土水化热温度的预测及监测》 浙江大学出版社
[2]《大体积钢筋混凝土基础温差控制分析》 福建大学学报
[3]《钢筋混凝土结构构造手册（第二版）》 机械工业出版社
[4]《混凝土工程施工中裂缝的控制与预防》 山西建筑
[5]《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204292）
论文作者:杨悦
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 温度论文; 体积论文; 结构论文; 骨料论文; 钢筋混凝土论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;