李龙跃
山东泰山体育工程有限公司 山东 乐陵 253600
摘要：大体积混凝土裂缝的主要原因是水化过程释放热量引起的温度应力造成的，如何有效地控制、减少有害裂缝的出现是土建施工中的技术难题。通过分析表面裂缝、深层裂缝和贯穿性产生的原因及影响因素，从配料、温控、施工等方面提出了控制裂缝产生的措施，对工程施工中混凝土裂缝控制提供了有益的建议。
关键词：温度应力；大体积混凝土；水化热；裂缝控制
工程建设在我国社会发展中发挥着重要的作用，工程施工质量决定着工程建设的品质，影响着工程行业的运营和发展。在当前工程建设中混凝土施工技术得到了广泛的应用，与传统混凝土结构相比大体积混凝土结构有着其独特的优势。大体积混凝土虽然施工复杂、混凝土量大，但其结构厚实、承载力强等优势使得其在工程领域有着较多的应用。若大体积混凝土在施工中没有做好相应的防控措施，就容易产生裂缝埋下质量安全隐患。因此，为了保证工程质量、提高工程品质，需要找出大体积混凝土施工中产生裂缝的原因，并根据不同的产生原因提出相应的防治措施，从而保证大体积混凝土的施工质量，保证结构安全。
1大体积混凝土裂缝产生原因及影响因素
根据我国《底板大体积混凝土施工工艺标准》规定，大体积混凝土构件是指最小断面任何一个方向尺寸大于0.8米以上的混凝土结构，其尺寸已大到必须采取相应的技术措施降低其温差、控制温度应力与裂缝开展的混凝土。其构成是以胶凝材料（水泥）、细骨料（砂）、粗骨料（石子）为主要原材料，并辅以外加剂和矿物混合材料，按照适当比例配合经过均匀搅拌而形成的非均质脆性材料。由于混凝土材料配比和本身形变等囚素的影响，硬化成型的混凝土表面存在大量的微孔隙、气穴和微裂缝，这些表面裂缝是混凝土构件其他深层次裂缝产生的必备条件.具体来说，表面裂缝产生的原因是：（1）混凝土构件自身的收缩、变形的不一致；（2）受到混凝土构件的非线性温度场约束；（3）外环境气温变化明显，从而引起构件内外产生较大的温度梯度，形成温度应力，当这种应力超过混凝土构件的抗拉强度时，就产生了表面裂缝.一般来说，这种表面裂缝是一种无害裂缝，对混凝土构件的承重力、防渗漏及其他一些使用功能不会产生危害。但是当温度应力在表面裂缝端形成应力集中，就会使得表面裂缝进一步向纵深发展，形成深层裂缝甚至贯穿裂缝，严重影响混凝土构件的力学结构和耐久性能。导致大体积混凝土构件出现裂缝的原因有如下几个方面：一是工程施工中，构件浇筑温度过高，再加上水泥水化热释放热量，使得制品内部生成温度过高，而在后期冷却过程中产生的温度应力超过一定限度，从而导致混凝土开裂；二是对于较薄的混凝土构件，当施工环境恶劣时，由于受到气温剧烈升降的影响，混凝土制品表面裂缝与内部温降产生的应力叠加，也容易出现深层裂缝和贯穿性裂缝；三是由于施工过程中，混凝土的浇筑是分层进行的，不同层面的荷载，温差也各异，因而在新旧界面之间的结合力比较脆弱，这也是深层裂缝容易出现的地方.和表面裂缝相比，深层裂缝和贯穿裂缝对整个混凝土结构的危害比较大，它使得混凝土结构受力分布不均匀，甚至可能导致建筑体的垮塌。
影响大体积混凝土裂缝产生的因素主要表现在以下几个方面。（1）胶凝材料水化过程中释放的热量。在混凝土构件成型后，随着水化过程中的不断进行水泥等胶凝材料继续释放大量的热量，而混凝土是热的不良导体，散热的速度比较慢，从而导致混凝土结构内部温度不断升高，在此过程中，由于混凝土材料没有充分硬化，表面产生的应拉力较小，容易形成表面裂缝.当水泥水化反应减缓及水化热达到最高值以后，整个混凝土构件处于降温阶段，由于中心部分与表面冷却速度不一致，当中心区域产生的拉应力较大时，构件就会出现贯穿性裂缝，而这种裂缝是肉眼看不见的。（2）施工的大气候环境、气温等外部因素对裂缝的影响。
2体积混凝土裂缝的防控措施
2.1科学用料、合理调配
（1）控制含泥量。根据结构断面最小尺寸和泵送管道内径，选择合理的最大粒径。
选用天然连续级配的粗集料，使混凝土具有较好的可泵性，减少用水量、水泥用量，进而减小水化热，以采用级配良好的中砂为宜，通过试验证明，采用细度模数2.8的中砂比采用细度模数2.3的中砂，可减少用水量20~25kg/m3，可降低水泥用量28—35kg/m3。因而降低了水泥水化热，混凝土温度升高和收缩，选用合理砂率提高混凝土的可泵性。
（2）控制水灰比。混凝土中掺入一定数量的优质粉煤灰，不但能代替部分水泥，而且粉煤灰颗粒呈球状具有滚动效应，起到润滑作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性、保水性，并且能够使泵送混凝土中粒径在0.315mm以下的细集料达到占15％的要求，从而改善了可泵性。掺优质粉煤灰的混凝土后期强度高，在一定范围内60d比28d强度均可增长20％左右。
（3）减少水泥用量。选用水化热较低的32.5号矿渣硅酸盐水泥。其早期的水化与同龄期的普通硅酸盐水泥相比，3d的水化热约低30％。大体积混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土早期升温和后期降温产生内部和表面温差。合理地选用水泥是控制温度裂缝的有效措施。
2.2优化浇捣方法
大体积混凝土施工段的划分及浇筑顺序应根据具体工程结构确定，通常按该工程项目划分表的单元工程进行划分。混凝土可采用混凝土运输车运到现场，汽车泵或混凝土输送泵运送入仓；如采用非泵送混凝土，可用吊机(车)直接布料或搭设脚手架采用机动车布料。大体积混凝土必须根据当地中长期天气预报，选择最佳天气条件进行浇筑，应尽量安排在低温时段浇筑，以最大限度降低混凝土的初凝温度。在浇筑过程中，应遵循“同时浇捣、分层推进，一次到顶，循序渐进”的成熟工艺。振捣时重点控制两点，即混凝土流淌的最近点和最远点，振动点振动时不能漏振，尽可能采用两次振捣工艺，以提高混凝土的密实度。
2.3加强后期养护
养护是一项十分关键的工作，养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的具体情况，应尽可能多养护一段时间，拆模后立即回土或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。养护用水的温度应与现场测得的混凝土表面温度接近，以免人为造成混凝土表面产生温度梯度，进而出现裂缝。大体积混凝土的养护不仅要满足强度增长的需要，还应通过温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行控制。在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点。混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25~30℃。混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温。采用内部降温法来降低混凝土内外温差。保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料(如草袋、锯木、湿砂等)，在缓慢的散热过程中。使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。混凝土表层布设抗裂钢筋网片，增强混凝土的抗裂性，防止混凝土收缩时产生干裂。
3结束语
本文对大体积混凝土裂缝原因作了分析、探究，对如何控制减少混凝土裂缝的产生提出了一些预防措施．由于多种因素的影响，混凝土温差与应力的关系比较复杂，不能具体量化，只能从定性的角度进行说明。裂缝的出现不可避免，但是随着人们对材料、施工设计和工艺的不断完善，大体积混凝土裂缝问题会逐步好转。
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