摘要：随着我国经济的快速发展，掀起建设高潮，混凝土结构在现代工程建设中占有重要的地位。然而混凝土的裂缝是比较常见的，开裂可以说是“常见病”和“多发病”，经常困扰着工程技术人员。本文针对大体积混凝土裂缝产生的影响因素入手分析，从设计方面，材料方面和施工方面等三个方面采取综合防治措施。
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；养护；裂缝控制；水泥水化热
前言
大体积混凝土裂缝是困扰建筑业多年的质量通病，如裂缝较多、较深，将直接影响结构安全。这些大体积混凝土结构，由外荷载引起裂缝的可能性较小，而由水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和混凝土收缩产生的温度应力和收缩应力是产生裂缝的主要原因，是大体积混凝土结构施工中要解决的重要问题。
一、大体积混凝土定义国际预应力混凝土协会（FIP）在《海工混凝土设计与施工建议》规定：凡是混凝土一次浇筑成型的最小截面尺寸不小于0.6m，特别是水泥用量超过400kg/m3 时，应考虑采取有效降温散热措施或采用水化放热慢的水泥。
我国《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）对大体积混凝土的定义：混凝土成型结构实体最小几何尺寸大于或等于1m 大体积量的混凝土，或者预计因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而造成有害裂缝产生的混凝土。
由此可见，对大体积混凝土的定义，既要考虑结构的几何尺寸，又要考虑水泥水化热引起体积变化与裂缝的问题。
二、大体积混凝土裂缝产生主要因素分析按裂缝深度不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。
混凝土裂缝产生的原因是由于收缩变形受到约束，在混凝土中产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度，混凝土就开裂。收缩变形包括冷缩，干缩和约束条件是裂缝产生的三个主要因素。
1、冷缩变形影响分析冷缩变形时混凝土中温度变化引起的变形，混凝土中的温度由三个部分组成：浇筑温度，绝热温升，散热温度。当浇筑温度高时，内外温差和总降温差增大，容易引起表面裂缝和贯通裂缝。浇筑温度与原材料温度高低关系很大，施工时要注意对原材料温度的控制。
2、干缩变形影响分析干缩是混凝土中自由水蒸发，引起体积收缩变形。新拌混凝土中只有20%的水参与水化，80%的水在硬化过程中要蒸发。干缩是一个不可忽视的变形值，它的增加，也就相应增加了总降温差，增加了混凝土裂缝的可能性。
3、约束条件影响分析收缩分为自由收缩和约束收缩，自由收缩不会引起开裂。任何混凝土都受不同程度的约束，不受约束的自由混凝土几乎没有。
综上分析，控制大体积混凝土开裂从两方面入手。一方面，提高混凝土的抗拉强度，使其足够大，大到各种因素引起的开裂应力小于它。另一方面，控制各种温度应力，使其尽可能小，使之小于混凝土的抗拉强度。
三、大体积混凝土裂缝控制对策基于以上分析，可从提高混凝土抗裂性能和控制温度应力两大方面入手。
1、提高混凝土抗裂性能。⑴、掺膨胀剂。在混凝土中掺入膨胀剂，在硬化过程中产生体积膨胀，这部分膨胀可以部分或全部补偿硬化过程中冷缩和干缩，减少或避免混凝土的开裂。⑵、掺增强材料。在混凝土中掺入增强材料，可以提高混凝土的抗拉强度，如在混凝土中掺入有机纤维、无机纤维、金属纤维，可明显提高混凝土的抗拉强度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆⑶、配温度筋。经研究认为，合理配筋可以提高混凝土的抗拉强度，而且当钢筋的直径较细，间距较密时，对提高混凝土的抗裂效果较好。对大体积的基础工程，中间配筋少，增加一些温度筋，可以提高抗裂性。⑷、提高混凝土的强度。混凝土的强度等级提高，其抗拉强度也相应提高，增强了抗裂度，可以通过优选水泥及配合比，减少水灰比，采用合理的施工工艺，提高混凝土的强度。2、控制温度应力。⑴、降低混凝土的绝热升温。①减少水泥用量。水泥水化放热是混凝土升温的内热源，降低水泥用量，就减少了水化热。一般方法是：减少塌落度，掺大块石，减少砂率，使用减水剂，缓凝剂，掺混合材（如粉煤灰），采用先进的搅拌工艺。②使用低热水泥。选用水化热低的水泥，一般采用矿渣硅酸盐水泥，减少水化热引起的绝热温升。③降低浇筑温度。浇筑温度低可以降低最高温升。尽量避免炎热的夏季施工，不宜中午浇筑，对原材料实行预冷却等，尽可能降低浇筑温度。④降低当量温差。当量温差是由于干缩引起的，应减少干缩率。影响干缩率的主要因素有骨料，养护条件，水灰比，掺和料等。⑤强制降温。在混凝土内预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部的最高温度。⑵、减少约束。①减少外部约束。大体积混凝土一般是厚实体重的整浇结构物，地基对其约束十分明显，这是引起约束收缩，产生裂缝的一个主要因素。减少地基约束的方法是设置滑动层，即在块体与地基之间设置砂垫层或沥青油毡层，允许块体自由变形，避免开裂。合理分块，缩小约束范围，减轻约束作用，使收缩自由。分块的方法有设伸缩缝，施工缝，后浇带。当浇筑地平面尺寸控制在15m×15m 左右时，温度应力比较小。②减少内部约束。内部约束主要是内外温差过大造成的，解决的方法是加强保温养护，控制内外温差、降温速率，保证湿度。保温法养护有覆盖法，暖棚法，蓄水法。
综上所述，控制大体积混凝土裂缝的方法很多，而且各种方法之间是相互关联，相互制约的。要想避免大体积混凝土的质量问题应该进行综合治理。
1、设计方面⑴、合理的平面和立面设计，避免截面的突变，从而减少约束力；⑵、合理布置分布钢筋，尽量采用小直径、密间距；变截面处加强分布筋；⑶、采用滑动层来减少基础的约束。
2、材料方面⑴、科学地选用材料配比，用较低的水灰比、水和水泥用量；⑵、严格控制砂石骨料的含泥量；⑶、宜采用后期强度作为配合比、强度评定的依据。基础混凝土可采用龄期为60d（56d）、90d 的强度等级；柱、墙混凝土强度等级不小于C80时，可采用龄期为60d（56d）的强度等级；采用混凝土后期强度应经设计单位认可。
3、施工方面⑴、用保温隔热法对大体积混凝土进行养护；⑵、控制水化热的温升，混凝土中心与外表的最大温差不宜高于25℃，总降温差小于30℃；⑶、采用分层浇筑利于散热，有全面分层、分段分层、斜面分层；⑷、控制降温速度，使之小于1.5℃/d；⑸、用草袋和塑料薄膜进行保温和保湿；⑹、混凝土浇筑采用跳仓法施工，施工缝处留企口缝；⑺、采用后浇带施工减少温度收缩；⑻、宜用两次振捣工艺，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振实，去除浮浆，实行两次抹面，以减少表面收缩裂缝。
四、结束语总而言之，大体积混凝土裂缝的控制，要注意混凝土配合比设计及原材料的选择，通过合理的配合比优化，不仅可以使得混凝土的收缩变形引起的裂缝得到有效降低，还可以有效地降低混凝土内部的施工温度，从而有效地预防了温度裂缝的产生。在施工阶段，从原材料控制、施工方案的设计、浇筑、振捣等方面提出了控制方法。
参考文献：[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.[2]大体积混凝土施工规范（GB50496-2009）[S].北京：中国计划出版社，2009.[3]朱伯芳.考虑温度影响的混凝土绝热温升表达式[J].水利水电学报，2003（2）：32-38.
论文作者:李振
论文发表刊物:《基层建设》2015年1期供稿
论文发表时间:2015/8/27
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 温度论文; 水化论文; 抗拉强度论文; 应力论文; 《基层建设》2015年1期供稿论文;