发布时间：2022-10-05 10:07 热度：
摘 要：本文分析了大体积混凝土施工容易产生裂缝的原因，提出了这些裂缝防治的方法，供大家参考。
关键词：混凝土;施工;裂缝;防治;方法
Abstract: This paper analyzes the reasons of the cracks in the large volume concrete construction, and puts forward these cracks prevention methods, for your reference.
Key words: concrete; construction; crack; prevention; method
中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2012)
大体积混凝土结构的裂缝控制直接关系到混凝土结构的使用性能，如何采取更好的方法来降低混凝土的水化热，原材料的用量及配合比该如何控制，原材料的温度是否可以再降低，如何采用更实用可靠的养护措施等等，这些都有待于在施工实践中进一步积累经验，采取有效措施，使大体积混凝土的开裂问题能得到更好的解决，以使大体积混凝土能够更广泛地应用到工程中。
1 混凝土产生裂缝的种类、形态
1.1表面裂缝
这种裂缝在混凝土升温阶段和降温阶段都有可能发生，在混凝土热量通过表面向周围环境散发过程中，表面温度低于内部温度，形成内外温差。当这种温差沿着厚度方向呈非线性分布时，引起混凝土的非均匀变形。起初混凝土处于塑性状态，凝结硬化过程中，其弹性模量随强度不断增长，当温差产生的拉应力超过当时混凝土的极限抗拉强度时，就会在混凝土表面产生裂缝。
1.2 贯穿裂缝
这种裂缝一般发生在降温阶段，大体积混凝土基础呈降温收缩状态，降温收缩受到基底及自身约束作用，产生很大的收缩应力(拉应力)，当拉应力超过当时混凝土的极限抗拉强度时，就会在混凝土中产生收缩裂缝。这种收缩裂缝有时会贯穿全断面，成为结构裂缝。基底及自身构造约束作用越强，平均温度峰值越高，贯穿裂缝出现的可能性越大。降温阶段经历时间较长，大约从 3d～5d 开始，延续1个月或更长时间。降温收缩与混凝土硬化收缩呈叠加趋势，硬化收缩会大幅度加剧裂缝出现的可能性与程度。
1.3 深层裂缝
深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性。
2 大体积混凝土产生裂缝的原因
裂缝产生的形式和种类很多，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。
2.1水泥水化热影响
水泥在水化过程中产生了大量的热量，因而是混凝土内部的温度升高，当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形，温度应力于温差成正比，温差越大，温度应力越大，当温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产生裂缝。混凝土内部的温度与混凝土的厚度及水泥用量有关，混凝土越厚，水泥用量越大，内部温度越高。
2.2 内外约束条件的影响
混凝土在早期温度上升时，产生的膨胀收到约束而形成压应力。当温度下降，则产生较大的拉应力。另外，混凝土内部由于水泥的水化热二形成中心温度高，热膨胀大，因而在中心去产生压应力，在表面差生拉应力。若拉应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土将会产生裂缝。
2.3 外界气温变化的影响
大体积混凝土在施工阶段，常受外界气温的影响，混凝土内部温度是由水泥水化热引起的绝热温度、浇筑温度和散热温度三者的叠加。当气温下降，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，产生温差和温度应力，使混凝土产生裂缝。
2.4 混凝土的收缩变形
混凝土中的80%水分要蒸发，约20%的水分是水泥硬化所必需的。而最初失去的30%自由水分几乎不引起收缩，随着混凝土的陆续干燥而使20%的吸附水逸出，就会出现干燥收缩，而表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢。由于表面的干缩收到中心部位混凝土的约束，因而在表面产生拉应力而出现裂缝。在设计上，混凝土表层布设抗裂钢筋网片可有效地防止混凝土收缩时产生干裂。
2.5 混凝土的沉陷裂缝
支架、支撑变形下沉会引发结构裂缝，过早拆除模板支架易使未达到强度的混凝土结构发生裂缝和破损。
3 质量控制要点
3.1 施工方案的编制应做到科学合理，内容包括以下五个方面措施：
a.材料要求和配合比设计;
b.分层分块浇捣措施;
c.混凝土的搅拌、运输和浇筑方案;
d.混凝土温度控制，包括混凝土的测温和降温等措施;
e.养护措施
3.2 防止混凝土非沉陷裂缝的关键是混凝土浇筑过程中温度和混凝土内外部温差控制(温度控制)。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人为的控制。施工前应进行热工计算，施工措施应符合国家标准《大体积混凝土施工规范》GB50496的有关规定。
4 质量控制措施
4.1 优化混凝土配合比
4.1.1大体积混凝土因其水泥水化热的大量积聚，易使混凝土内外形成较大的温差，而产生温差应力，因此应选用水化热较低的水泥，以降低水泥水化所产生的热量，从而控制大体积混凝土的温度升高。
4.1.2充分利用混凝土的中后期强度，尽可能降低水泥用量。
4.1.3严格控制集料的级配及其含泥量。如果含泥量大的话，不仅会增加混凝土的收缩，而且会引起混凝土抗拉强度的降低，对混凝土抗裂不利。
4.1.4选用合适的缓凝、减水等外加剂，以改善混凝土的性能。加入外加剂后，可延长混凝土的凝结时间。
4.1.5控制好混凝土坍落度，不宜过大，一般在120+20mm即可。
4.2 材料控制
4.2.1 水泥：优先采用低强度水泥，水泥含碱量应小于 0.6%，此外，应进行水化热检验，28天水化热不宜大于334KJ/m3。
4.2.2 骨料：粗骨料应采取连续级配或合理的掺配比例，含泥量不得大于1%，泥块含量不得大于0.25%;细骨料选用粗砂或中砂，含泥量不得大于1%， 泥块含量不得大于0.5%。
4.2.3 掺合料：优先采用磨细矿粉，因其比粉煤灰更具耐久性，更有效降低每立方米混凝土中的水泥用量。
4.2.4 膨胀剂：掺入适量膨胀剂，它能对混凝土起补偿收缩作用，减少混凝土的温度应力，但含碱量不应大于0.75%。
4.2.5 外加剂：选用低收缩率的外加剂，应有 7d、28d 收缩率试验报告，任何龄期混凝土的收缩率均不得大于基准混凝土的收缩率、外加剂每立方米混凝土带入碱量不得超过1kg，选用高效的缓凝剂和减水剂，减少水泥用量，推迟水化热的峰值期。
4.3 优化混凝土配合比
4.3.1 现场混凝土坍落度：泵送宜为80～140mm，坍落度允许偏差±15mm，到达现场坍落度损失不应大于 30mm/h， 总损失不应大于60mm。
4.3.2 尽可能降低混凝土的干缩与温差收缩，由于混凝土最高纯热值温升Tmax 与每m3 混凝土内的水泥用量成线性正比关系，应根据选用的原材料不同、水泥试验的富余标号不同，进行各种试配，最后确定最佳配合比。
4.4浇筑与振捣
采取分层浇筑混凝土，利用浇筑面散热，以大大减少施工中出现裂缝的可能性。选择浇筑方案时，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：
4.4.1 全面分层：即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方法，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。
4.4.2 分段分层：混凝土浇筑时，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。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初疑，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方法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，面积或长度较大的工程。
4.4.3 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。混凝土浇筑层下端开始逐渐上移。混凝土的振捣也要适用斜面分层浇筑工艺，一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。上面的一道布置在混凝土卸料处，保证上部混凝土的捣实;下面的一道振动器布置在近坡脚处，确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进，振动器也相应跟上。
4.4.4 设置后浇缝，当大体积混凝土平面尺寸过大时，可适当设置后浇缝，以减少外约束力和温度应力，同时利于散热，降低混凝土内部温度。
4.5 混凝土的降温措施
4.5.1 降低混凝土的入模温度，控制混凝土内外的温差≤25℃，当设计无要求时，控制在25℃以内。
4.5.2 降低拌合水温度，拌合水中加入冰屑或用地下水。
4.5.3 骨料用水冲洗降温，避免暴晒。
4.5.4 可预埋冷却水管，通入循环水将混凝土内部热量带出，进行导热。
4.6 混凝土养护阶段的温度控制措施:
4.6.1 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20~30℃。
4.6.2 混凝土拆模时,混凝土的表面温度与中心温度之间、表面温度与外界气温之间的温差不超过20℃。
4.6.3 采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行。还有常见的投毛石法，也可以有效控制混凝土开裂。
4.6.4 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，保持制混凝土的内外温差小于20℃。根据工程的具体情况，尽可能延长养护时间，拆模后立即回填或再覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，防止混凝土早期和中期裂缝。
5 结语
大体积混凝土施工中的裂缝控制是一个系统工程，在工程实践中要根据具体的要求进行控制，不可盲目地严格要求从而带来大量的浪费。同时，要从设计、施工、材料等各个方面综合采取措施，来控制裂缝的产生和开展，只有这样才能取得预期的效果。
参考文献：
[1] 泵送混凝土施工质量控制和裂缝处理.环球网校.2010-01-22.
[2] 迟培云,吕平,周宗辉.现代混凝土技术[M].上海同济大学出版社,1999.
