曲凯凯
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摘要：工程施工中大体积混凝土裂缝问题日益突出，并成为具有相当普遍性的问题。 大体积混凝土裂缝问题也十分复杂，它涉及到和工程结构相关的方方面面。文章根据本人多年的现场施工经验总结分析了大体积混凝土温度裂缝产生的原因及危害以及控制措施，为同类工程的施工提供了参考，也为进一步的理论研究提供了依据。
关键词：大体积混凝土 裂缝 控制措施
一、大体积混凝土裂缝概述
大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，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。 但出现裂缝并不是绝对地影响结构安全，它都有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm；处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm。 对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1～0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。如超过0.2～0.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝，将大大影响结构的使用，必须进行化学灌浆加固处理。 大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝土内部因素：由于内外温差而产生的；另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但受拉力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝，这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。
二、大体积混凝土产生裂缝的主要原因
2.1水泥水化热. 水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初
2.2外界气温变化.大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。 2.3混凝土的收缩.混凝土中约20℅的水分是水泥硬化所必须的，而约80℅的水分要蒸发，多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩，混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，在处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的，影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺，特别是养护条件因素等。
三、大体积混凝土产生裂缝的危害
3.1影响建筑物的使用功能. 大体积混凝土结构多为坝体、地下连续墙、筏板、箱型基础等，所以一旦出现裂缝， 主要问题之一就是结构的渗漏问题。 而这个问题往往又不容易处理，比如结构的修补堵漏，不但处理困难、花费巨大，而且延长了工程的交付使用时间， 降低了结构的使用功能。 有时甚至会因为在结构物的使用过程中多次堵漏，出现堵漏成本高于土建成本的现象。
3.2 降低建筑结构的刚度. 裂缝尤其是贯穿性裂缝的出现会使结构(比如基础筏板)的刚度降低， 从而影响到结构物功能的正常发挥。
3.3影响混凝土的耐久性.裂缝的出现，无论是表面裂缝、深层裂缝还是贯穿性裂缝都可以使侵蚀性介质非常容易进入混凝士内部，使钢筋锈蚀，混凝土碳化，使混凝土的强度降低，进而影响混凝土的耐久性。
四、大体积混凝土裂缝的防治措施
4.1设计方面的措施.
（1）精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地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）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，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。
4.2施工方面的措施.
（1）合理选择混凝土的配合比，尽量选用水化热低和安定性好的水泥，并在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化热。从实践经验看，水泥用量控制在 450kg/m3 是可以防止裂缝出现的。控制石子、砂子的含泥量不超过 1%和 3%。作好测温工作，控制混凝土的内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度之差不超过25oC。
（2）根据施工季节的不同，可分别采用降温法和保温法施工。夏季主要用降温法施工，即在搅拌混凝土时掺入冰水，一般温度可控制在 5~10oC，在 浇筑混凝土后采用冰水养护降温，但要注意水温和混凝土温度之差不超过20oC，或采用覆盖材料养护。冬季可以采用保温法施工，利用保温模板和 保温材料防止冷空气侵袭，以达到减小混凝土内外温差的目的。
（3）采用分层分段法浇筑混凝土。分层振捣密实以使混凝土的水化热能尽 快散失。还可采用二次振捣的方法，增加混凝土的密实度，提高抗裂能力， 使上下两层混凝土在初凝前结良好。 也可采用在下层混凝土面上预留沟槽，以加强上下层混凝土的连接。 在混凝土中掺加少量磨细的粉煤灰和减水剂，以减少水泥用量。也可以掺加缓凝剂，推迟水化热的峰值期。 掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。
（4）改善约束条件。根据工程特点，可以采取某些措施，降低外约束力。 例如在大体积混凝土下设置滑动的垫层，通常作法是在垫层混凝土上，先铺一层低强度水泥砂浆，以降低新旧混凝土之间的约束力。为了防止护坡桩对混凝土的约束力，还可在大体积混凝土四周与护坡桩之间砌筑隔离 墙，既作为模板，又减小了大体积混凝土的外约束力。
（5）设置后浇缝。 当大体积混凝土平面尺寸过大时， 可以适当设置后浇缝， 以减小外约束力和温度应力，同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。当分层浇筑时，为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计 者将温度筋作适当调整。温度筋宜细密，一般用 ?8 钢筋，间距 15 ㎝，双向布筋，这样可以增强抵抗温度应力的能力。上层钢筋的绑扎，应力争在浇筑下层混凝土后进行，这样便于混凝土的保温覆盖和保持钢筋的整洁。 对于一次绑扎成形的钢筋网架，混凝土下料高度过大时，应采用溜槽或串 筒下料，防止混凝土离析。混凝土中掺加一定数量的毛石。这样可以减少水泥用量，同时毛石 还可吸收混凝土中一定的水化热，这是防止大体积混凝土产生裂缝的良好措施。
结束语：随着我国各项基础设施建设的加快和城市建设的发展，大体积混凝土己经愈来愈广泛的被应用，大体积混凝土在硬化过程释放的水化热会产生较大的温度变化，由此产生的温度应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素，从而影响结构的整体性、防水性和耐久性，并成为结构的隐患。因此，大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制，确保工程施工质量。
参考文献：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,2012,8: 21.