广西环江宏盛建设工程有限责任公司
摘要：随着基础设施的快速发展，大体积混凝土广泛应用于桥梁和基础中。在施工与管理措施中，由于预防养护措施不到位，处理方法不正确就很容易产生裂缝，但是根本原因在于大体积混领土的自身特殊情况，混领土本身就是不良的导热体，在水泥水化过程释放的大量热量 使其内部温度要比表面温度高，并且内部的降温时间比表面缓慢，热胀冷缩内部产生应力从而出现裂缝。本文就裂缝产生的原因以及补救措施展开了讨论。
关键词：大体积混凝土；混凝土裂缝；开裂原因；补救措施
根据《 大体积混凝土施工规范》（GB50496- 2009），大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于 1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。日本建筑学会标准（JASS5）规定“：结构断面最小厚度在 80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界温度之差预计超过 25℃的混凝土，称为大体积混凝土”。
1 大体积混凝土裂缝的种类
根据混凝土裂缝产生的原因，可分为结构性裂缝与非结构性裂缝两大类。
1.1 结构性裂缝。也称为荷载裂缝，它包括由外荷载的直接应力引起的裂缝和在外荷载作用下结构次应力引起的裂缝。在大体积混凝土工程中，这类的裂缝长得比例较小。
1.2 非结构性裂缝。也称为材料裂缝，包括温差，干缩湿胀和不均匀沉淀等因素引起的裂缝。这类裂缝是在结构的变形受到限制时引起的内应力造成的。从国内外的研究资料以及大量的工程实践看，非结构性裂缝约占到八成以上，其中以收缩裂缝（包括干缩裂缝、自收缩裂缝和塑性收缩裂缝）为主导：（1）温差裂缝；（2）沉陷裂缝；（3）自收缩裂缝；（4）干缩裂缝；（5）塑形收缩裂缝。
2 大体积混凝土裂缝成因分析
混凝土的裂缝成因复杂繁多，并且往往不是由一种原因直接导致的，是多种因素混合互相叠加相互影响，但是裂缝的产生都有一条或是几条的主要原因。大概可以归结与设计、施工、材料、环境和后期的养护等有关。
2.1 施工工艺质量因素
在混凝土的结构浇筑，构建制作、起模、堆放、拼装及吊装的过程中，如果是施工工艺的不合理、施工质量得不到保障，很容易产生纵向、横向的等等各种裂缝主要包括：违章施工造成了裂缝、振捣方式不当引起裂缝、养护不当引起的裂缝。
2.2 外界环境变化引起的裂缝
a.内外温差的形成：混凝土是一种不良的导热材料。由于其自身的特点，混凝土表面和内部的散热条件大不相同，使得水泥水化时放出大量的水化热积聚在混凝土内部不易散发，形成较高的水化热升温。而混凝土表面由于直接和空气接触，散热条件好，表面温度上升较少，这样就在混凝土内部形成不均匀的温度分布，进而形成外低内高的温差。
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b.外部约束条件造成的：大体积混凝土在浇筑几天后（一般不少于5d），水泥的水化热基本就释放完毕了，大体积混凝土开始降温，最直接的影响就是引起混凝土的收缩，产生温度应力。环境中的其他构件对大体积混凝土进行约束，不让其自由变形，自然就会使得温度应力超过混凝土当时承受的抗拉强度，就会在约束面产生裂缝。
c.外界气温变化引起的裂缝：大体积混凝土结构在施工阶段，外界气温的变化对裂缝的产生有很大的影响，外界气温越高，混凝土的浇筑温度也就越高，如果内外温降过大，形成内外温差，极易引发混凝土的开裂。
3 大体积混凝土裂缝的预防控制措施
大体积混凝土出现裂缝较为普遍，往往破坏又都是从裂缝开始的，所以了解了裂缝的主要成因前提下，对产生裂缝进行有目的性的预防控制措施是十分有必要的。可以从设计和施工两个方面着手防止裂缝的产生。
3.1.优化设计
a.采取合理的结构形式和合理的分块。大体积混凝土工程施工中如果允许设置水平施工缝，应根据温度裂缝的要求进行分块，且设置必要的连接方式。b.设计中的大体积混凝土宜选用中低强度混凝土，强度等级宜在C20~C35 范围内，不宜选用高强混凝土。c.合理增配构造钢筋，提高抗裂能力。适当的增配构造钢筋，使其能够起到温度筋的作用，构造筋应该尽可能的选用小直径、密间距布置尽量的钢筋。全断面的配筋率不小于0.3%。d.避免出现应力集中的情况。出现构造断面产生应力集中，可以通过增配构造加固钢筋或是护边角钢，防止出现边缘应力集中而产生的裂缝。
3.2 合理的选择混凝土原材料，优化混凝土配合比
原材料对施工质量起到关键性的作用。选用好的混凝土材料可以从根源上有效的减少裂缝的产生。根据国内外的经验主要可以从以下几条入手：a.水泥的选择。采用早期水化放热量较低、低收缩量、质量稳定的水泥。b.粗、细骨料的选择。合理的选择粗、细骨料可以大大的减少水泥的用量，也就减小了因水泥水化反应产生的水化热。c.粉煤灰的掺加。大体积混凝土中使用粉煤灰来取代部分的水泥，不仅可以推迟水化热峰值的出现，还可以降低成本，具有较为明显的经济效益。d.配合比的优化。
4 大体积混凝土裂缝的处理或者补救措施
裂缝不仅影响混凝土结构的美观、影响结构的耐久性，严重的会危及到结构的安全性，影响结构的整体性和刚度，还会导致或是加速钢筋的锈蚀、混凝土的抗疲劳性能和抗渗性能。因此，对于已经出现的裂缝必须加以高度重视，具体问题具体分析，采取及时合理的补救措施，保证整个结构和工程的正常使用及安全性能，把损失降到最低。目前，对于裂缝是修补方法很多并且技术上都已经很成熟了，比如表面修补法、灌浆、结构加固法、混凝土置换法、电化学法等。
5 结论
众所周知裂缝是大体积混领土的普遍现象，有的裂缝不仅会影响混凝土表面的美观、并且减小混凝土对钢筋的保护层厚度，直接加速钢筋的锈蚀从而降低混凝土的使用性和耐久性。从设计、施工上分析大体积混凝土裂缝的产生原因就显得尤为重要，通过计算对混凝土的内部最高温、表面温度、温度收缩应力分析，把温度梯度控制在允许范围内，降低裂缝产生的概率，提出有效的预防处理措施，可以有效的控制裂缝的危害程度。大体积混凝土裂缝监测与控制是一个极其复杂的问题，影响因素很多，经过大量的工程实例和科学实验，从设计、施工到后期维护只要坚决执行规范和设计要求进行，大体积混凝土裂缝还是可以做到可防、可控、可修的。
参考文献：
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[5]曹可之.大体积混凝土结构裂缝控制的综合措施[J].建筑结构，2002：30-31.
论文作者:李鼎安
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/7/26
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 体积论文; 水化论文; 应力论文; 措施论文; 温度论文; 《基层建设》2016年10期论文;