摘要：大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的。文章分析大体积混凝土裂缝产生的原因，并探讨大体积混凝土的质量控制。
关键词：大体积混凝土；裂缝；质量控制
大体积混凝土结构厚、体形大、钢筋密、一次浇注量大、施工时间长、施工工艺要求高、受环境影响大，浇注完毕后，由于体积过大，造成混凝土水化热大，温度场梯度大，混凝土“内热外冷”极易产生裂缝。工程实践证明，大体积混凝土施工难度比较大，混凝土产生裂缝的机率较多。
1 大体积混凝土裂缝产生的原因
混凝土结构在建设和使用过程中出现不同程度、不同形式的裂缝，这是一个相当普遍的现象。大体积混凝土结构出现裂缝更普遍。大体积混凝土的断面尺寸较大，在大体积混凝土工程施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。因此，控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度，防止混凝土出现有害的温度裂缝（包括混凝土收缩）是其施工技术的关键问题。
1.1 荷载引起的裂缝
大体积混凝土在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称为荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。产生原因有：
1）对结构进行计算时，计算模型不合理，结构受力假设与实际受力不符，荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误，结构安全系数不够；结构设计未考虑施工的可行性，设计截面不足；钢筋设计偏少或布置错误，结构刚度不够等。
2）施工时不按设计图施工、擅自更改结构施工顺序、改变结构受力模式；未对结构作疲劳强度验算等。
1.2 收缩裂缝
混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。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。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。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加到一起，就要使应力增大。大体积混凝土在受到外部约束时，变形受限，在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。
1.3 温度裂缝
混凝土内外部温差过大会产生裂缝。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。
1）水泥水化热。
2）外界气温湿度变化的影响。
浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发混凝土的开裂。另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响，外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的产生。
1.4 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。
1.5 地基基础变形引起的裂缝
地基基础不均匀沉降的主要原因有：
1）由于混凝土在塑性状态下其基础、支架等有不均匀沉降，使局部混凝土变形受约束而产生裂缝。
2）由于重力作用使混凝土中较重颗粒下沉而使水泥浆上浮，当这种下沉受到钢筋、模板作用时就会产生裂缝。
2 大体积混凝土的质量控制
大体积混凝土具有结构体积大、承受荷载大、水泥水化热大、内部受力相对复杂等结构特点。在施工上，结构整体性要求高，一般要求整体浇筑，不留施工缝。
2.1 混凝土配合比及设计要求
1）精心设计混凝土配合比。既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热；既要使混凝土具有良好的和易性，又要降低水泥和水的用量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以，施工中应选择合适水泥，减少水泥用量，掺外加剂，控制水灰比。严格控制骨料级配和含泥量，连续级配碎石，优选混凝土施工配合比，根据设计强度及泵送混凝土坍落度的要求，经试配优选。生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。
2）优化大体积混凝土的设计。虽然大体积混凝土不布置钢筋或者布筋较少，我们还是可以在裂缝易发生部位如孔洞周围以及转角处布置一些斜筋，从而让钢筋代替混凝土承担拉应力，增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。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。
2.2 原材料质量控制大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点：
1）尽量选用低热水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥），减少水化热。但是，水化热低的矿渣水泥的析水性比其他水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象，不仅影响施工速度，同时影响施工质量。混凝土泌水性的大小与用水量有关，用水量多，泌水性大，且与温度高低有关，水完全析出的时间随温度的升高而缩短；此外，还与水泥的成分和细度有关。所以，在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种，并应在混凝土中掺入减水剂。在施工中，应及时排出析水或拌制一些干硬性混凝土均匀浇筑在析水处，用振捣器振实后，再继续浇筑上一层混凝土。
2）在条件许可的情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力可部分抵消温度需变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。
2.3 施工质量控制
1）加强混凝土搅拌、运输过程控制。大体积混凝土的施工混凝土施工包括混凝土的生产、运输、浇筑和温度及表面保护，是保护大体积混凝土温度裂缝的关键环节。
在温度较高的情况下进行施工，我们一定要注意降低混凝土浇筑时的温度。可以在施工现场对堆在露天的砂石用布覆盖，以减少阳光对其的辐射，同时对浇筑前的砂石用冷水降温。在搅拌过程中向混凝土中添加冰水。以上这些措施都可以有效的降低混凝土的入模温度。为了降低混凝土的总温升，减少内外温差，控制混凝土出机温度和浇筑温度是一个很重要的措施。
2）制定混凝土浇筑方案。大体积混凝土浇筑常采用的方法有以下几种：全面分层：即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层。这种方案适用于结构的平面尺寸不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。
分段分层：先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程；斜面分层：要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3 倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。
3）二次抹压。混凝土浇筑完毕，抹压成型。在混凝土初凝前进行二次抹压，消除因混凝土干缩、塑性收缩产生表面裂缝，以增加表面混凝土密实度。二次抹压对消除以上原因产生的混凝土表面裂缝效果显著。
4）大体积混凝土的养护。
大体积混凝土的养护，可根据工程的具体情况，采用薄膜加草袋或蓄水的养护方法。在控制内外温差的前提下，应尽可能推迟保温层开始覆盖的时间。大体积混凝土保温、保湿养护中，应对混凝土的内表温度，顶面及底面温度，室外温度进行监测，根据监测结果对养护措施作出相应的调整，确保温控指标的要求。温度测定可采用在每个测温点上埋设测温片。
结束语：综上可以看到，混凝土裂缝的出现不仅会影响建筑物的使用功能，降低建筑物使用寿命，还会影响建筑物的承载能力。大体积混凝土的裂缝是可以控制的，其关键就在于采取措施控制水泥水化热引起的温度变化，施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，这样才能解决大体积混凝土裂缝的质量问题。
参考文献
[1]张沛伟．大体积混凝土裂缝分析与施工技术控制研究[J]．中国高新技术企业，2015，（9）．
[2]宋萌，李田田，周小凤．大体积混凝土裂缝的产生原因及其控制措施[J]．中国高新技术企业，2015，（12）．
论文作者:王祯茂
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/7
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 温度论文; 水化论文; 应力论文; 水泥论文; 《建筑学研究前沿》2018年第19期论文;