浅析如何预防大体积混凝土裂缝的产生
摘要：混凝土是一种重要的土木工程材料，由胶凝材料、颗粒状集料和水，以及外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌、密实成型、养护硬化而成。它的原材料丰富、价格低廉、生产工艺简单、抗压强度高、耐久性好、强度等级范围宽。这些特点使其使用范围非常广泛。近年来，在建筑工程和市政工程中大体积混凝土结构施工越来越普遍。大体积混凝土经常用在工程中的关键部位，在施工中普遍会遇到裂缝控制问题的困扰，在混凝土水化和收缩过程中，混凝土内部会产生较大的变形应力并很可能导致裂缝产生，最终为工程结构埋下严重质D量隐患。因此，为了保证工程质量我们必须采取控制预防措施在大体积混凝土施工中应严格控制裂缝的产生和发展。
关键词：大体积混凝土；裂缝；影响因素；防治措施
一、影响大体积混凝土裂缝产生的主要因素
（一）温度与产生收缩裂缝的关系
首先，大体积混凝土在硬化过程释放大量水化热，使结构内部产生较高温度，而混凝土表面和边界受气温影响，温度较低，这样形成较大内外温差，在混凝土内部产生压应力，在混凝土表面产生拉应力，当此拉应力超过混凝土抗拉强度时，便会产生表面裂缝。该裂缝多发生在混凝土升温阶段。其次，当大体积混凝土降温产生的收缩和混凝土自身收缩受到地基或基础等约束时，在截面中产生拉应力，当此拉应力超过混凝土的抗拉强度时，便会产生贯穿裂缝。该裂缝多发生在混凝土降温阶段。因此，混凝土的开裂与原材料、配合比、结构尺寸、配筋、约束程度、养护条件等多种因素有关。
（二）原材料和配合比对大体积混凝土抗裂性能的影响
首先，水泥品种对混凝土干缩影响较大，一般情况下，铝酸三钙含量大，细度较小的水泥干缩较大；其次，混凝土抗拉强度和极限拉伸值均随着水灰比的减小而提高，混凝土收缩则随着水灰比的减小而减小，所以在满足混凝土施工要求的前提下，减小水灰比对大体积混凝土抗裂是有利的；第三尽可能采用粒径较大，级配良好的高强度花岗岩、玄武岩等作为骨料对抗裂有利；还有外加剂能改善混凝土和易性，在水泥用量不变的情况下，能减少用水量，提高混凝土强度。在水灰比不变的情况下，能减少水泥用量、降低温升、延缓水化热放热速度，对抗裂有利。大体积混凝土中掺加粉煤灰能起到改善混凝土和易性，降低水灰比，即减少用水量，提高混凝土密实度，减少混凝土干缩的作用。
（三）配筋对大体积混凝土抗裂性能的影响
首先配置构造筋对提高混凝土极限拉伸和抗裂能力是有利的，并能起到控制
裂缝开展，减少裂缝宽度的作用；其次，配筋也将会增加一定程度的收缩应力，过大的配筋率将会导致较大的收缩应力，从而产生裂缝。总的来说，在合理配筋的前提下，它提高极限拉伸和约束裂缝开展的优点大于增加收缩应力的缺点。
（四）养护对大体积混凝土抗裂性能的影响
养护条件的影响包括湿度及温度两方面，良好的保湿能显著增加混凝土的抗拉强度及极限拉伸。养护温度的升高能提高混凝土的早期强度，但对后期强度有不利影响。因此，在控制内外温差的前提下，在升温阶段应尽可能适当放热，一方面可以降低混凝土温升峰值，另一方面又可防止影响后期强度。其次合理确定养护时间对混凝土也很重要。
二、大体积混凝土裂缝的防治措施
（一）设计技术措施
首先，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能降低混凝土的单位用水量，采用低砂率、低坍落度、低水胶比、掺高效减水剂和高性能引气剂、控制粉煤灰掺量的设计准则。其次，增配构造筋，提高抗裂性能。应采用小直径、小间距的配筋方式，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，提高混凝土的极限抗拉强度。 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。
（二）优选原材料方面采取技术措施
首先，合理选择水泥品种。选用硅酸三钙及铝酸三钙含量低的中、低热水泥。施工中应优先选用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤粉硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等；其次，合理选用骨料。在满足施工要求的情况下，尽量选用粒径较大、级配良好的石子，以减少用水量和水泥用量、混凝土的收缩和泌水性。细骨料以中、粗砂为宜。严格控制砂、石的含泥量；还有选用外掺料也至关重要。加入适量的外加剂，可以改善混凝土的特性，减少水泥用量，减少混凝土的温升。同时可降低水化热释放的速度。混凝土中掺入一定量的粉煤灰不仅能改善混凝土特性，而且能代替部分水泥，减少水化热。采用补偿收缩混凝土以实现超长结构的无缝施工。
（三）采用合理的施工工艺控制措施
在混凝土拌制过程中，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度。要尽量降低混凝土拌合物出机口温度。浇注过程中要进行振捣，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝。另外，浇注混凝土要求分层浇注，分层流水振捣，同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。尽量避开在太阳照射较强的时间浇注，若由于工程需要在夏季施工，则尽量避开高温时段，浇注尽量安排在夜间进行。混
凝土浇注完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润，及时用塑料薄膜覆盖混凝土表面，来封闭混凝土中多余拌和水，防止水分蒸发，以实现混凝土自身养护。终凝后覆盖蓬布和草袋，蓬布和草袋的覆盖层数应根据实测温差情况及时进行增减，使混凝土内外温差小于25℃。做好混凝土的保温和保湿，目的是减少混凝土表面热扩散，延长散热时间，减少混凝土表面温度梯度，防止表面裂缝产生，保证温度缓慢升降，充分发挥混凝土徐变特性，降低温度收缩应力，混凝土洒水养护不小于14天。高温季节施工，则要在初期采用通制冷水来降低混凝土最高温度，通水时间不能过长，因为时间过长会造成降温幅度过大而引起较大的温度应力。
对于大体积混凝土防裂缝的防治，我们要从设计、材料和施工三方面采取控制措施，同时做好施工过程中的关键工序控制，就能有效地保证大体积混凝土的施工质量。
参考文献：
[1]丁士昭、商丽萍.主编 《建筑工程管理与实务》（第三版） 中国建筑工业出版社
[2]贾宏俊、袁大祥.主编 《建筑工程技术与计量》（土建工程部分）2009版 中国计划出版社
[3]《混凝土结构设计规范》 （GB50010-2010)
[4]《混凝土结构工程施工规范》（GB506666-2011）
