摘要：随着我国各项基础设施建设的加快和城市建设的发展，各种建筑物、构造物的规模和体量都在大幅度的提升，因此大体积混凝土已愈来愈广泛的被应用，其技术方面的措施要求也显得愈益重要。大量的工程实践表明，大体积混凝土在施工过程中普遍会遇到裂缝控制问题，本文简要分析了大体积混凝土裂缝的产生原因，并总结其控制措施及处理方法。
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；控制措施；处理办法
建筑工程中，大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小尺寸≥1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致混凝土开裂的混凝土。大体积混凝土的特点是：混凝土量大，结构厚实；施工技术要求高，水泥水化热易积聚而使结构产生温度变形。在大体积混凝土的施工过程中，要解决的首要问题是控制混凝土的温度裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀性能，提高结构的耐久性。大体积混凝土的裂缝控制是一项比较复杂的施工技术，必须认真采取措施，尽可能避免混凝土开裂。
一、大体积混凝土开裂机理分析
（一）主要原因
大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成了温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截面的裂缝。
（二）其他原因
高强度的混凝土早期收缩较大，这是由于高强混凝土中以30%~60%矿物细掺合料替代水泥，高效减水剂掺量为胶凝材料总量的1%~2%，水胶比为0.25~0.40，改善了混凝土的微观结构，给高强混凝土带来许多优良特性，但其负面效应最突出的是混凝土收缩裂缝几率增多。高强混凝土的收缩，主要是干燥收缩、温度收缩、塑性收缩、化学收缩和自收缩。混凝土初现裂纹的时间可以作为判断裂纹原因的参考。
当混凝土发生收缩并受到外部或内部约束时，就会产生拉应力，并有可能引起开裂。对于高强混凝土虽然有较高的抗拉强度，可是弹性模量也高，在相同收缩变形下，会引起较高的拉应力，而由于高强混凝土的徐变能力低，应力松弛量较小，所以抗裂性能差。
二、大体积混凝土裂缝控制
（一）控制原材料及配合比
（1）原材料的选用
水泥：大体积混凝土原则上采用水化热的水泥，以避免早期温度应力导致的混凝土裂缝。水泥矿物组成中C含量要低，水泥细度不宜太细，因为C含量越高，水化放热速率越快，水泥越细，收缩越大；
骨料：对骨料的含泥量要严格控制，要求砂含泥量＜3%，石子含泥量＜1%。石子要良好，在大体积混凝土中宜使用粗砂或中砂。
矿物掺和料：粉煤灰的水化热远小于水泥，7天约为水泥的1/3，28天约为水泥的1/2，因此掺加粉煤灰减少水泥用量可能效降低水化热。掺加的粉煤灰要需水性小，满足二级或二级以上的质量要求。
外加剂：大体积混凝土采用缓凝型减水剂，主要目的在于延缓水泥水化放热速度，推迟热峰出现的时间，降低最高温峰值并减少总的发热量，以减少混凝土因温差而引起的裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆延缓混凝土的凝结时间，也有利于在浇捣大体积混凝土时不致形成施工冷接缝。
（2）配合比设计原则
大体积混凝土在保证混凝土强度及塌落度要求的前提下，应尽量提高掺和料及骨料的含量，降低每方混凝土的水泥用量。在施工条件许可的范围内，应尽可能降低用水量，从而少用水泥，减少水泥总发热量，以降低混凝土内部的最高温度。在胶凝材料浆体组成一定时，骨料体积含量越大，混凝土的收缩值越小。适应的砂率对混凝土的裂缝控制有积极作用。采用最佳石子级配，避免使用粒径分布集中、中间粒级颗粒少的粗骨料。采用少量小粒级石子调整级配，使其级配曲线接近级配要求下限，可在一定程度上减少混凝土的干缩。
（二）控制温度裂缝的技术措施
采用中低热的水泥品种，配合比掺入一定量的掺合料取代部分水泥。一般基础混凝土均采用矿渣硅酸盐水泥，掺入一级粉煤灰；掺入U型混凝土膨胀剂，膨胀剂的掺入可产生膨胀效应，它不但可补偿混凝土的收缩，而且能降低混凝土的综合温差，并且U型膨胀剂采取内掺，同样取代了一部分水泥用量。
对混凝土结构进行合理分缝、分块。合理分缝分块，不仅可以减轻约束作用，缩小约束范围，而且也可以利用浇筑块的层面进行散热，降低混凝土内部的温度。施工现场可采用伸缩缝、施工缝、后浇缝等方法。
在满足强度和其它性能要求的前提下，尽量降低水泥用量。降低水泥用量可直接减小立方混凝土水泥化的温升值。可通过掺入高效减水剂，减小水灰比来减少水泥用量；通过掺入粉煤灰、膨胀剂等取代一部分水泥。
掺加适宜的外加剂。通过掺入高效缓凝减水剂，可延缓混凝土拌合物的凝结时间，从面方便施工，避免出现冷缝；缓凝剂的掺入可使水泥的水化热释放速度减慢，有利于执量消散，能使混凝土内部的温升有所降低，这对避免产生温度裂缝是有利的；减水剂吸附在水泥颗粒表面，起抵制和延缓水泥水化的作用，在相同强度、和易性和耐久性的条件下，可减少混凝土中水泥用量。前者使水泥的初期水化速率减慢，因而使水化热延缓产生，后者可降低总水化热。
选择适宜的骨料。粗骨料选择时，应选择连续级配、颗粒较大的骨料，但骨料粒径也不可过在，过大易引起混凝土的离析，还应符合泵送要求；细骨料采用中、粗砂，砂率在满足泵送前提下尽量取小，可降低水化热，可抑制混凝土的变形。同时石子的含泥量不得大小1，砂的含泥量不得大于2。
控制混凝土的入模温度。为控制混凝土内部温度的基值，应严格控制混凝土的入模温度。采取表面保护、保温、隔热措施。混凝土浇筑后用长刮尺按标高刮平，在混凝土初凝前再用滚筒碾压数遍，在混凝土初凝后终凝前应再用抹板抹平一次，可避免塑性裂缝产生。混凝土经最后抹平后，应立即覆盖保温材料，这样不仅可以减少升温阶段的内外温差，防止产生表面裂缝，而且可以使水泥顺利水化，提高混凝土的极限拉伸值，防止产生过大的温度应力和温度裂缝。
三、大体积混凝土裂缝的处理方法
大体积混凝土裂缝可分为有害裂缝和无害裂缝。有害裂缝可采用水泥灌浆法和化学灌浆法。无害裂缝可采用二次压面法、表面涂抹砂浆法、表面涂抹环氧胶泥（或粘贴环氧玻璃布）法、表面凿槽嵌补法、表面贴条法等处理方法。
结束语：
大体积混凝土施工中，要控制温度应力裂缝的比较困难的，如果采用一些合理的方法，采取一些有力的措施，制度裂缝还是可以实现的。但大体积混凝土出现裂缝还可能有其他方面的原因，如：地基下沉、碱反应、风化、钢筋被腐蚀，施工不良等都可能引起混凝土出现裂缝。所以在混凝土施工中，控制裂缝是一项综合技术，施工前必须考虑各方面因素，采取对应措施，这样才能最大限度地控制裂缝的出现。
参考文献：
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制；北京：中国建筑工业出版社2000，49-51。
[2]王华生，赵慧如。混凝土技术禁忌手册{M}。北京：机械工业出版社，2002。
[3]张建人．大体积混凝土问题及对策．山东教育，2000，9。
论文作者:许江
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/18
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 水泥论文; 水化论文; 体积论文; 骨料论文; 温度论文; 《防护工程》2018年第20期论文;