樊丰鸣
（新疆吐鲁番鑫磊建工集团有限责任公司，新疆，吐鲁番，838000）
【摘 要】随着城市建设的快速发展，混凝土在房建、公路桥梁及其它建筑物中占据了非常重要的主导地位，其基础多采用了箱基、筏基等大体积混凝土。而混凝土结构的破坏和建筑物的倒塌，也都是从结构裂缝的延伸扩展开始引起的。据我多年的工作实践累计证明，大体积砼施工难度比较大，砼产生裂缝的机率较多，稍有差错，将会造成无法估量的损失。为了降低经济损失，在此篇我要阐述减少和控制裂缝的出现一些措施。
【关键词】大体积混凝土；裂缝成因；控制措施
一、定义
大体积混凝土是指，其规格尺寸，要求必须采取措施，妥善处理温差的变化，正确合理地减少或消除变形变化引起的应力，且必须把裂缝开展控制到最小程度的现浇混凝土。大体积混凝土具有以下几个特点：
（1）混凝土设计强度较高，单方水泥用量较多，水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要大的多；
（2）结构断面内配筋较多，整体性要求较高；
（3）基础结构大多埋置地下，虽然受外界温度变化的影响较小，但要求抗渗性能较高。
因此，如何控制混凝土的内外温差和温度变形而造成的裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能，是大体积混凝土施工中的一个关键问题。
二、抗裂性能的影响因素
1．温度与收缩裂缝产生的机理
大体积混凝土的收缩主要是由自生收缩、碳化收缩、塑性收缩、干缩、温度收缩组成的。
混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝的主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。
大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑，浇筑后，水泥因水化引起水化热，聚集在内部的水泥水化热不容易散发，混凝土内部温度将显著升高，而混凝土表面土则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，此时，混凝龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土的表面产生裂缝。
大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。同时，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。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，这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。
当大体积混凝土降温产生的收缩和混凝土自身收缩受到地基或基础约束时，在截面中产生拉应力（称外约束应力），当此拉应力超过混凝土的抗拉强度时，便会产生贯穿裂缝。
由此可见，混凝土的开裂与原材料、配合比、结构尺寸、配筋、约束程度、养护条件等多种因素有关。
2．原材料和配合比的影响
（1）水泥品种。对混凝土干缩影响较大，一般情况下，C3A含量大，细度较小的水泥干缩较大。
（2）水胶比。混凝土抗拉强度，极限拉伸值均随着水胶比的减小而提高，混凝土收缩则随着水胶比的减小而减小，显然，在满足混凝土施工要求的前提下，减小水胶比对大体积混凝土抗裂是有利的。
（3）骨料。尽可能采用粒径较大，级配良好的高强度花岗岩、玄武岩等作为骨料对抗裂有利。
（4）外加剂。在混凝土中掺加外加剂，能改善混凝土和易性，在水泥用量不变的情况下，能减少用水量，提高混凝土强度。
（5）粉煤灰。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在大体积混凝土中掺加粉煤灰能起到改善混凝土和易性，减少用水量，提高混凝土密实度，减少混凝土干缩的作用。
3．配筋的影响
结构配筋较少时，裂缝少而宽，结构可能发生脆性破坏。但配筋率较大（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。
池壁、泵坑侧壁等薄壁结构对环境湿度及养护条件极为敏感，其相应的收缩比大块式基础要大。在混凝土早龄期容易因干缩产生表面裂缝，从而削弱了截面并在随后的温度应力作用下产生应力集中，导致表面裂缝往深处发展，诱发贯穿性裂缝。因此，对薄壁结构的配筋要求要严格，并注意保湿养护，尽可能避免表面裂缝的出现。
4．养护条件的影响
养护条件的影响包括湿度及温度两方面，良好的保湿能显著增加混凝土的抗拉强度及极限拉伸。养护温度的升高能提高混凝土的早期强度，但对后期强度有不利影响。
三、大体积混凝土裂缝控制的综合措施
1．设计构造措施
（1）精心设计混凝土配合比
混凝土配合比设计时，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能的降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。
（2）增配构造筋提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3～0.5%之间。
（3）在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距20～30m，保留时间一般不小于60天。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。
（4）合理制定温控指标
施工阶段大体积混凝土浇筑块体的最高温度、温度收缩应力进行验算，以此确定施工阶段混凝土的浇筑温度、内表温差、降温速度及温度陡降等控制指标，制定相应的技术措施（包括混凝土原材料的选择、混凝土拌制运输过程中的降温措施、保温养护措施等），以达到控制裂缝的目的。
2．从原材料方面采取技术措施
（1）水泥：选用C3S及C3A含量低的中、低热水泥。
（2）粗骨料：在满足施工要求的情况下，尽量选用粒径较大、级配良好的石子，以减少用水量和水泥用量、混凝土的收缩和泌水性。粗骨料中的针状和片状颗粒＜15%。
（3）细骨料：中、粗砂为宜。含泥量＜2%。
（4）外掺料：在混凝土中加入适量的掺加复合型外加剂和粉煤灰，可以改善混凝土的特性，减少水泥用量，减少混凝土的温升。同时可降低水化热释放的速度，延缓温度峰值出现的时间。
3．从施工方面采取措施
（1）控制混凝土出机温度和浇筑温度
为了降低混凝土的总温升，减少内外温差，施工中可采取加冰拌和，砂石料遮阳覆盖，送管道用草袋包裹洒水降温等技术措施控制混凝土出机温度和浇筑温度。
（2）预埋水管，降低最高温升
在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度。
（3）改进混凝土搅拌和振捣工艺
尽可能采用二次投料和二次振捣工艺，以提高混凝土密实度和抗拉强度，对大面积的板面要进行拍打真实，去除浮浆，实行二次抹面，以减少表面收缩裂缝。
（4）合理选择混凝土浇筑方案
大体积混凝土的浇筑方法可采用分层连续浇筑或分段分层踏步式推进的浇筑方法，应尽量采用分层连续浇筑。对于工程量浇筑面积大一次连续浇筑层厚度不大，且浇筑能力不足时的混凝土工程，宜采用分段分层踏步式推进的浇筑方法。
（5）混凝土的泌水处理
应采取在侧模留设孔洞等措施将浇筑混凝土过程中形成的泌水排出坑外。
（6）混凝土的表面处理
先用长刮尺刮平，在初凝前用铁滚筒碾压数遍，再用木蟹打磨压实，以闭合收水裂缝。
四、结论
大体积混凝土结构裂缝预防和控制是一项系统工程，必须以材料、设计、施工和维护四个方面加以综合解决。，要积极采用先进的设计方案，配合成熟的技术措施，抗放兼施，在实践操作中采用材料配置，施工组织合理安排，确保大体积砼的质量，严格按照施工规范规程操作，不断改进操作工艺，加强养护，以预防和减少大体积砼裂缝的产生，将工程裂缝损害控制到最小程度。
论文作者:樊丰鸣
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年5月总第210期
论文发表时间:2016/7/13
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