摘要：裂缝削弱了混凝土的整体性及承载能力，影响了工程的安全运行，因此，探讨混凝土工程裂缝的成因和采取相应的预防措施有着重要的现实意义。本文重点阐述了裂缝产生的成因及机理，并从材料选用，理论设计及施工控制等方面提出相对应的控制措施。
关键词：大体积混凝土；裂缝；控制
裂缝是混凝土工程常见问题。如何有效控制大体积混凝土裂缝的产生，是当前混凝土工程的一个重点和难点。本文中以裂缝的表现特征将其分为表面裂缝和贯穿裂缝，对其产生的原因及其机理进行分析，总结出一套有针对性的预防措施，在现场施工中得以充分运用，并取得良好的效果。
1裂缝产生的原因及机理
1.1缝表面产生的原因及机理
配合比不合理，施工过程控制不规范是表面裂缝产生的主观原因。配合比决定了混凝土的各项工作性能，在实验室的试拌过程中未考虑现场的条件差异，对原材料不作选择，水灰比过大，计量的偏差都将造成混凝土开裂。在实验室的试拌过程中由于控制了操作室的温度及湿度，混凝土从搅拌到入模都处于一种较为理想的环境中。而在现场，温度与湿度将难以控制，导致混凝土施工中水泥的水化过程受到影响，产生分层离析，这是产生表面裂缝的环境因素。在施工过程中用水量的随意性，致使混凝土产生离析浮浆，产生表面裂缝。搅拌时间的不足也是产生表面裂缝的人为因素。
1.2混凝土在强度形成初期的浇筑及塑性阶段
混凝土在强度形成初期的浇筑及塑性阶段，水化热聚集在结构内部，由于导热性差，不易消散，使温升剧烈，出现内外温差，在表面产生拉应力，当混凝土早期拉强度不足时，即在表面产生裂缝。而在硬化后期，水化温升达到峰值后开始降温，内外降温速度不同，因而造成较大温差收缩，当受到边界条件约束时，易在临界面产生裂缝。如大体积混凝土基础浇筑在硬基层上的连续墙体等。
最典型的是高层建筑基础底版等大体积混凝土，其厚度多在1.0～2.5m间，其最高温升发生在中心部位，3d左右可达峰值，最高可至70℃以上，而上表面的温升峰值最低，最先达峰值，降温则比中心快数倍，造成温差明显而冷缩大。
1.3贯穿裂缝产生的原因及其机理
贯穿性裂缝的产生，一般应同时具备两个条件；混泥土收缩的趋势和阻碍这种趋势的约束。收缩的趋势可由湿度因素造成，而湿度变化引起的裂缝又占主要部分。湿度因素引起的收缩主要包括塑性收缩和干缩。
塑性收缩裂缝：大多在混凝土初终凝前后，在结构表面出现类干燥的泥浆面的裂缝。其特征是：裂缝不连贯中间宽，两端渐细，形状很不规则。主要原因是由于初期养护不良，表面无及时覆盖，受风吹日晒，混凝土表面游离水分蒸发过快，产生急剧体积收缩，其初期强度不能抵抗，这种变形应力因而产生裂缝，混凝土水灰比过大，水泥用量过多等都是导致这类裂缝出现的因素。
干燥收缩：混泥土具有“干缩湿涨”的特征，当混泥土中的水分蒸发时可引起收缩，吸收水分时又可引起膨胀，但此前的收缩并不能完全恢复。当混凝土受到干燥作用时，首先是大空隙及粗毛细孔中的自由水分蒸发，这种失水不引起收缩。然后毛细孔微毛细孔中水的蒸发，使细孔中形成负压。随着干燥作用的加剧，负压逐渐增大，水泥石受压而形成压缩变形，构成混泥土收缩变形的一部分。在毛细水蒸发后，如继续干燥，物理-化学结合的吸附水，包括晶格间水分和分子层中的吸附水先后蒸发。这种失水引起显著的水泥石压缩，是收缩变形的主要部分。从以上分析可以看出，混泥土的收缩的原因及机理是不尽相同的，因此裂缝的预防应是具有针对性的。
2混凝土裂缝的控制措施
2.1材料选择和混凝土配合比设计方面
1、根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级水泥品种，等级，尽量避免采用早强高的水泥。2、选用级配优良的砂，石原材料，含泥量应符合规范要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆3、积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五，六大组分，可以明显地起到降低水泥用量，降低水化热，改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。4、正常掌握混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充分发挥考虑到不同品种，不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定定膨胀剂的最佳掺量。
配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺，操作水平，构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂，石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。
2.2设计方面
设备中的“抗”与“放”。在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态，有足够变形余地时所采取的措施。2、设计人员应灵活运用“抗――放”结合，或以“抗”为主，或以“放”为主的设计原则。来选择结构方案和使用的材料。3、积极采用补偿收缩混凝土技术。4、重视对构造钢筋的认识。5、对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。
2.3严格控制砼的组成材料
（1）水泥品种的选择。应根据大体积砼的特点，既要注意水泥的水化热，又要注意水泥的收缩作用，选用低水化热，低收缩的水泥，如抗硫酸盐水泥，粉煤灰水泥，矿渣水泥，而不要采用早强型水泥。（2）掺入粉煤灰。选择减水剂，保证泵送流动度。在尽量少用水泥的基础上，掺入一定量的粉煤灰，以保证胶凝材料的总量。（3）粗细骨料的选择。配制大体积砼，应选用细度模数在2.7-3.1之间的含泥量最低的中粗砂，碎石应采用连续级配，良好粒级的弹性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率应尽可能小一些，以利于降低收缩。（4）砼的配合比设计。应根据施工单位的经验数据，优化合理地选择砼的强度和强度标准差。
3针对混凝土裂缝产生的原因采取的措施
3.1通过以上的分析我们不难发现降低大体积混凝土中的水化热，将是改善混凝土裂缝的重要措施，其主要措施：
（1）选用低热或中热水泥（如矿渣水泥、火山灰质水泥或粉煤灰水泥）配制混凝土。
（2）选用粉煤灰、矿渣等掺合料来部分取代水泥，不但能够降低延缓混凝土的水化热峰期同时，能够改善混凝土的改善和易性。
（3）使用合理的剂如减水剂等，在同强度同稠度的情况能够大幅度的减少水与水泥的用量，减少水化反应热量。使用缓凝剂能够能够降低延缓混凝土的水化热峰期等。
（4）在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，降低混凝土水化热温度。
（5）合理地分缝分块。
3.2针对水分流失等造成的水化反应不均等，要加强养护，如在混凝土的表面加盖草栅，定期撒水等。
3.3针对由材料原因造成的混凝土裂缝，如水泥安定性，要加强对水泥中游离CaO、MgO检验等；改善骨料的级配，冲洗骨料降低骨料中的含泥量。
4结束语
通过对裂缝产和的原因，机理的分析，采取一定的针对性的措施，大体积混凝土的裂缝是可以减少到合理范围的，但由于裂缝产生的原因很复杂，要做到完全避免裂缝的产生还有一定的难度，还需要大量的研究和实践。控制和预防大体积混凝土裂缝，大体积混凝土的材料型裂缝主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。
参考文献:
(1)邹凌霄，刘中云，防止混凝土裂缝的主要措施。江西测绘，2005，18-19.
(2)张强，混凝土结构施工裂缝成因分析及处理措施。科技情报开发与经济，2006，16（4）258-259.
论文作者:户颖辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/6
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 水泥论文; 水化论文; 体积论文; 表面论文; 强度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;