摘要：大体积混凝土施工中普遍会遇到裂缝控制问题，这是因为混凝土体积大，聚集的大量水化热会导致混凝土内外散热不均匀，在受到内外约束的情况下，混凝土内部会产生较大的温度应力并很可能导致裂缝产生，最终为工程结构埋下严重质量隐患。因此，大体积混凝土施工中应严格控制裂缝产生和发展，以保证工程质量。本文结合工作实际，简要分析大体积混凝土结构裂缝产生原因，并提出预防控制措施。
关键词：大体积混凝土裂缝；产生原因；防治；
1．裂缝产生原因
1.1温差裂缝
大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。混凝土结构在浇筑初期，由于水泥水化过程中散发出大量热量，升温速度很快，混凝土内部升温值一般在3d―5d内产生，3d内温度可达到或接近最大温升，一般可达到55°C-59°C，此后趋于稳定并开始降温。但由于混凝土体积大、导热性能差，混凝土内部温度聚集在结构物内长期不易散失，在温度迅速升高阶段，由于混凝土内、外散热条件不同，形成温度梯度。表面受拉，内部受压，而此时混凝土龄期短，抗拉强度很低，当应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝；混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌和水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩，温差变形加上体积收缩变形在基底、承台、模板或结构本身的约束作用下，在结构体中央断面产生内部拉应力，当该拉应力超过混凝土的抗拉强度时，整个混凝土截面就会产生贯穿裂缝。承台大体积混凝土的开裂主要是由温差引起的早期裂缝
1.2收缩裂缝
混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同，干缩、收缩的量也不同；在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大；但是它与温度收缩叠力牙到一起咸要使应力增大，所以施工时应将自身收缩作为一项性能指题。自身收缩与干缩收缩一样，是由于水的迁移而引起，但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降，形成弯月面，产生所谓的白干燥作用，导致混凝土体的相对湿度降低，体积减小。
1.3安定性裂缝
安定性裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。
1.4钢筋施工技术不当引起的裂缝。混凝土沿钢筋方向出现剥落和细小裂缝，这种情况虽然不是温度和温差造成的，但同样会在结构物表面出现。首先是浇筑混凝土时无工作平台，施工人员直接触动钢筋，造成钢筋局部变形，形成素混凝土，使混凝土的抗拉能力下降，于是很容易出现无规则交叉混凝土裂纹；其次是钢筋保护层偏小，混凝土极易被碳化，从而引起钢筋被锈蚀，而钢筋生锈是一个体积增大的过程，这种效应使钢筋外围混凝土产生相当大的拉应力，诱发了沿钢筋方向的裂缝；第三是钢筋间距对裂缝的影响，钢筋间距偏大，使得钢筋与混凝土粘结力过小，不能通过粘结力将拉力扩散到混凝土中去，不能有效地约束混凝土的回缩或体积变化。
2．大体积混凝土裂缝控制技术措施
2.1优选混凝土各种原材料
2.1.1 水泥的选择
理论研究表明，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是中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，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。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失，可适当增加活性细掺料替代水泥。
2.1.2 骨料的选择
在选择骨料时，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，还可以减少混凝土的收缩和泌水现象。在选择细骨料时，再用平均粒径较大的中粗砂，从而减少水化热量，对混凝土的裂缝控制有重要作用。
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2.1.3 控制水温
控制拌和用水温度 防止水泥水化热峰值提前上升，可采用冷水拌制混凝土，一般采用4-13摄氏度冷水拌合混凝土。在外界气温为负值时，可采用30-40摄氏度热水进行搅拌。
2.1.4 掺加外加剂和外加料
掺加适量的粉煤灰，可减少水泥用量，从而达到降低水化热的目的，但是掺量不能大于30%。掺加适量的减水剂，可有效增加混凝土的流动性，能提高水泥的水化率，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的释放速度。
2.2降低水泥水化热温度
2.2.1用水化热低的42.5级矿渣水泥，配制混凝土，以减少混凝土凝聚时的发热量。
2.2.2在混凝土内掺15%左右粉煤灰双掺技术，补充泵送混凝土要求0.315mm以下细骨料应占 20%左右要求，改善混凝土的可泵性，降低水灰比，减少水泥用量，降低混凝土水化热，并可改善混凝土后期强度。
2.2.3高炉大体积混凝土一般以90d 龄期为准，降低水泥用量。
2.2.4在基础内部预埋冷却水管，通过通内部循环水来控制内外温差。
2.2.5采用自然连续级配粗骨料配制混凝土，并尽可能增大粗骨料粒径，针片状按重量计不大于10%，含泥量控制在小于1%范围，砂含泥量小于2%，它能增大混凝土早期抗拉强度，减少混凝土收缩。在满足混凝土可泵性前提下，应尽可能降低混凝土中砂率值，以增加混凝土强度质量。
2.2.6在基础钢筋较稀疏的混凝土中掺加20%以下的块石吸热，并节省混凝土。
2.3合理的浇筑、振捣
2.3.1混凝土浇筑方法采用全面分段分层连续浇筑完成，分层厚度250mm左右。混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2m，以免发生分层离析；下料口处钢筋网临时解扣，下完料后立即恢复。
2.3.2混凝土浇灌顺序宜从低处开始，沿长边方向自一端向另一端推进，逐层上升。保持混凝土沿基础全高均匀上升。浇筑时，要在下一层混凝土初凝之前浇筑上一层混凝土，不使产生实际的施工缝，并将表面泌水及时排出。
2.3.3混凝土的捣实采用插入式震动棒，在泵管出口处设第一道震动器；第二道设置在混凝土的中间部位，第三道设置在坡脚及底层钢筋处，确保下层钢筋混凝土振捣密实。
2.3.4在振动界限以前对混凝土进行二次振捣，排除混凝土因泌水在粗骨料、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裂缝，减少内部微裂缝，增加混凝土密实度，使混凝土抗压强度提高，从而提高其抗裂性。
2.3.5进行二次抹面，减少表面收缩裂缝。
2.4大体积混凝土后期的养护措施
养护的目的是为混凝土硬化创造必要的湿度、温度等条件。为了确保新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期因干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持大体积混凝土处于湿润状态，混凝土养护用水应与拌制用水相同。当日平均气温低于5℃时，不得浇水，应用塑料布覆盖养护混凝土，其敞露的表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水。硅酸盐水泥浇筑的混凝土养护时间不得少于14d，其他水泥拌制的混凝土养护时间不得少于21d，混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求，然而因为蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或妨碍水泥的水化，表面的混凝土最容易而且直接受到这种不利影响，所以混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应特别重视。
参考文献：
[1]尹学胜，孙亮.大体积混凝土裂缝产生原因及防治研究[J].山西建筑，2013，05：80-81.
[2]王良荣.大体积混凝土裂缝产生的原因与防治技术措施[J].门窗，2014，05：135+139.
论文作者:张清煌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/9/18
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 水化论文; 体积论文; 水泥论文; 钢筋论文; 骨料论文; 《基层建设》2018年第27期论文;