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摘 要：大体积混凝土除了必须满足普通混凝土的强度、刚度、整体性和耐久性等要求外，主要就是如何控制混凝土变形裂缝。本文简要论述了大体积混凝土变形裂缝产生的原因机控制措施。
关键词：大体积混凝土;裂缝
随着建筑业的高速发展，高层建筑不断增加，大体积混凝土的施工已经成为人们日益关注的质量问题，它与普通混凝土相比，具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点，除了必须满足普通混凝土的强度、刚度、整体性和耐久性等要求外，主要就是如何控制混凝土变形裂缝 。
一.大体积混凝土变形裂缝产生的现象
大体积混凝土变形裂缝走向无一定规律性，长度尺寸较大的基础、墙、梁、板类结构，裂缝多平行于短边；大体积混凝土结构的裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行，裂缝沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，一般在0.5mm以下，沿全长没有多大变化。表面裂缝多发生在施工期间，深进的或贯穿的多发生在浇注后2~3个月或更长时间，缝宽受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较细。沿截面高度，裂缝大多呈上宽下窄状，但个别也有下宽上窄的情况，遇顶部或底板配筋较多的结构，有时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。
二.大体积混凝土变形裂缝的原因分析
提高混凝土的抗裂性能一直是建筑工程大体积混凝土施工的一个关键问题。混凝土之所以产生裂缝主要有以下原因：
1、水泥水化热引起温度应力和温度变形。水泥在水化热过程中产生大量的热量，使混凝土内部温度升高。当混凝土内部与表面的温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比，温差越大，温度应力也越大。当这种温度应力超过混凝土内外的约束力，就会产生裂缝。混凝土内部的温度与混凝土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。温度应力的形成与混凝土结构的尺寸有关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，这是大体积混凝土容易裂缝的主要原因之一。
2、内外约束条件的影响：
大体积混凝土因温度变化而发生变形会受到不同程度的约束，限制其变形，产生约束应力。大体积钢筋混凝土与地基浇筑在一起，当温度变化时，受到下部地基的限制，产生外部约束应力，混凝土在早期温度上升时，产生的膨胀变形受到约束而形成压应力。此时混凝土的弹性模量小，徐变和应力松弛度大，混凝土与基层连接不牢固，压应力较小。但当温度下降时，产生较大的拉应力，当超过混凝土的抗拉强度，混凝土将出现垂直裂缝。由外约束应力产生垂直裂缝的部位和裂缝的最大值常发生在结构断面的中点，并靠近基岩，这表明水平应力是引起裂缝的主要原因之一。
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变化的影响。混凝土内部温度为水泥水化热的绝热温度和浇筑温度二着的叠加值，其中浇筑温度与外界气温有直接关系。一般而言，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高，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，造成温差和温度应力，使大体积混凝土出现裂缝。
4、混凝土的收缩变形：
大体积混凝土施工中，混凝土因收缩变形而引起的裂缝是不可忽视的。（影响混凝土收缩的因素很多，主要包含水泥品种、数量、混凝土的配合比、外加剂与施工工艺、养护条件等。）
（1）混凝土的塑性收缩变形：
混凝土塑性收缩裂缝发生在硬化以前，它的产生原因主要是上部混凝土的均分沉降受到限制，形成不规则的深裂缝。这种裂缝通常是互相平行的，间距约为0.2—1m，并且有相当的深度。
（2）收缩变形：
混凝土中70%—80%的水分要蒸发掉，约20%的水分是水泥硬化所必需的，混凝土在硬化阶段最初失去的部分自由水几乎不引起收缩。表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢。由于表面的干缩受到中心部位混凝土的约束而在表面产生拉应力，使混凝土出现裂缝。
（3）混凝土匀质性的影响：
混凝土拌合或浇筑时，由于拌和物的坍落度不同或采用的外加剂不同，石子粒径与品种不同以及振捣的密实程度不同，都会影响混凝土的匀质性，造成混凝土弹性模量不均匀，导致混凝土在收缩变形中产生应力集中，引起裂缝。
三.大体积混凝土变形裂缝的预防措施
1.尽量选用低热或中热水泥（如礦渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土中掺加适量粉煤灰或减水剂；或利用混凝土的后期强度（90~180d），以降低水泥用量，减少水化热量。选用良好级配的骨料，并严格控制砂、石子含泥量，降低水灰比（0.6以下）；加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。
2.在混凝土中掺加缓凝剂，减缓浇注速度，以利于散热。在设计允许的情况下，可掺入不大于混凝土体积25%的块石，以吸收热量，并节省混凝土。
3.避开炎热天气浇筑大体积混凝土。如必须在炎热天气浇筑时，应采用冰水或搅拌水中掺加冰屑拌制混凝土；对骨料设简易遮阳装置或进行喷水预冷却；运输混凝土应加盖防日晒，以降低混凝土搅拌和浇筑温度。
4．浇注薄层混凝土。每层浇注厚度控制不大于30cm，以加快热量的散发，并使温度分布较均匀，同时便于振捣密实，以提高弹性模量。
5.大型设备基础采取分块分层浇注（每层间隔时间5~7d），分块厚度为1.0~1.5m，以利于水化热的散发并减少约束作用。对较长的基础和结构，采取每隔20~30m留一条0.5~1.0m宽的间断后浇缝，钢筋仍保持连续不断，30d后再用掺UFA微膨胀细石混凝土填罐密实，以消减温度收缩应力。
6.混凝土浇注在岩石地基或厚大的混凝土垫层上时，在岩石地基或混凝土垫层上铺设防滑隔离层（浇二度沥青胶，撒铺5mm厚砂子或铺二毡三油）；底板高低起伏和截面突变处，作成渐变化形式，以消除或减少约束作用。
7.加强早期养护，提高抗拉强度。混凝土浇注后，表面及时用塑料薄膜、草垫等覆盖，并洒水养护；夏季适当延长养护时间；寒冷季节，混凝土表面应采取保温措施，以防寒潮袭击。对薄壁结构要适当延长拆模时间，使之缓慢地降温。拆模时，块体中部和表面温差控制不大于20℃，以防止急剧冷却，造成表面裂缝；基础混凝土拆模后应及时回填。
8．加强温度管理。混凝土拌制时温度要低于25℃，浇注时要低于30℃，浇注后控制混凝土与大气温度差不大于25℃，混凝土本身内外温差在20℃以内；加强养护过程中的测温工作，发现温差过大，及时覆盖保温，使混凝土缓慢地降温，缓慢地收缩，以有效地发挥混凝土的徐变特性，降低约束应力，提高结构抗拉能力。
在大体积混凝土施工中，要精心施工，严格管理，最大限度的提高混凝土的极限抗拉伸强度，减小混凝土的温度收缩应力，降低成本费用，确保混凝土的施工质量。
关键词：大体积混凝土;裂缝
随着建筑业的高速发展，高层建筑不断增加，大体积混凝土的施工已经成为人们日益关注的质量问题，它与普通混凝土相比，具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点，除了必须满足普通混凝土的强度、刚度、整体性和耐久性等要求外，主要就是如何控制混凝土变形裂缝 。
一.大体积混凝土变形裂缝产生的现象
大体积混凝土变形裂缝走向无一定规律性，长度尺寸较大的基础、墙、梁、板类结构，裂缝多平行于短边；大体积混凝土结构的裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行，裂缝沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，一般在0.5mm以下，沿全长没有多大变化。表面裂缝多发生在施工期间，深进的或贯穿的多发生在浇注后2~3个月或更长时间，缝宽受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较细。沿截面高度，裂缝大多呈上宽下窄状，但个别也有下宽上窄的情况，遇顶部或底板配筋较多的结构，有时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。
二.大体积混凝土变形裂缝的原因分析
提高混凝土的抗裂性能一直是建筑工程大体积混凝土施工的一个关键问题。混凝土之所以产生裂缝主要有以下原因：
1、水泥水化热引起温度应力和温度变形。水泥在水化热过程中产生大量的热量，使混凝土内部温度升高。当混凝土内部与表面的温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比，温差越大，温度应力也越大。当这种温度应力超过混凝土内外的约束力，就会产生裂缝。混凝土内部的温度与混凝土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。温度应力的形成与混凝土结构的尺寸有关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，这是大体积混凝土容易裂缝的主要原因之一。
2、内外约束条件的影响：
大体积混凝土因温度变化而发生变形会受到不同程度的约束，限制其变形，产生约束应力。大体积钢筋混凝土与地基浇筑在一起，当温度变化时，受到下部地基的限制，产生外部约束应力，混凝土在早期温度上升时，产生的膨胀变形受到约束而形成压应力。此时混凝土的弹性模量小，徐变和应力松弛度大，混凝土与基层连接不牢固，压应力较小。但当温度下降时，产生较大的拉应力，当超过混凝土的抗拉强度，混凝土将出现垂直裂缝。由外约束应力产生垂直裂缝的部位和裂缝的最大值常发生在结构断面的中点，并靠近基岩，这表明水平应力是引起裂缝的主要原因之一。
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变化的影响。混凝土内部温度为水泥水化热的绝热温度和浇筑温度二着的叠加值，其中浇筑温度与外界气温有直接关系。一般而言，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高，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，造成温差和温度应力，使大体积混凝土出现裂缝。
4、混凝土的收缩变形：
大体积混凝土施工中，混凝土因收缩变形而引起的裂缝是不可忽视的。（影响混凝土收缩的因素很多，主要包含水泥品种、数量、混凝土的配合比、外加剂与施工工艺、养护条件等。）
（1）混凝土的塑性收缩变形：
混凝土塑性收缩裂缝发生在硬化以前，它的产生原因主要是上部混凝土的均分沉降受到限制，形成不规则的深裂缝。这种裂缝通常是互相平行的，间距约为0.2—1m，并且有相当的深度。
（2）收缩变形：
混凝土中70%—80%的水分要蒸发掉，约20%的水分是水泥硬化所必需的，混凝土在硬化阶段最初失去的部分自由水几乎不引起收缩。表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢。由于表面的干缩受到中心部位混凝土的约束而在表面产生拉应力，使混凝土出现裂缝。
（3）混凝土匀质性的影响：
混凝土拌合或浇筑时，由于拌和物的坍落度不同或采用的外加剂不同，石子粒径与品种不同以及振捣的密实程度不同，都会影响混凝土的匀质性，造成混凝土弹性模量不均匀，导致混凝土在收缩变形中产生应力集中，引起裂缝。
三.大体积混凝土变形裂缝的预防措施
1.尽量选用低热或中热水泥（如礦渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土中掺加适量粉煤灰或减水剂；或利用混凝土的后期强度（90~180d），以降低水泥用量，减少水化热量。选用良好级配的骨料，并严格控制砂、石子含泥量，降低水灰比（0.6以下）；加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。
2.在混凝土中掺加缓凝剂，减缓浇注速度，以利于散热。在设计允许的情况下，可掺入不大于混凝土体积25%的块石，以吸收热量，并节省混凝土。
3.避开炎热天气浇筑大体积混凝土。如必须在炎热天气浇筑时，应采用冰水或搅拌水中掺加冰屑拌制混凝土；对骨料设简易遮阳装置或进行喷水预冷却；运输混凝土应加盖防日晒，以降低混凝土搅拌和浇筑温度。
4．浇注薄层混凝土。每层浇注厚度控制不大于30cm，以加快热量的散发，并使温度分布较均匀，同时便于振捣密实，以提高弹性模量。
5.大型设备基础采取分块分层浇注（每层间隔时间5~7d），分块厚度为1.0~1.5m，以利于水化热的散发并减少约束作用。对较长的基础和结构，采取每隔20~30m留一条0.5~1.0m宽的间断后浇缝，钢筋仍保持连续不断，30d后再用掺UFA微膨胀细石混凝土填罐密实，以消减温度收缩应力。
6.混凝土浇注在岩石地基或厚大的混凝土垫层上时，在岩石地基或混凝土垫层上铺设防滑隔离层（浇二度沥青胶，撒铺5mm厚砂子或铺二毡三油）；底板高低起伏和截面突变处，作成渐变化形式，以消除或减少约束作用。
7.加强早期养护，提高抗拉强度。混凝土浇注后，表面及时用塑料薄膜、草垫等覆盖，并洒水养护；夏季适当延长养护时间；寒冷季节，混凝土表面应采取保温措施，以防寒潮袭击。对薄壁结构要适当延长拆模时间，使之缓慢地降温。拆模时，块体中部和表面温差控制不大于20℃，以防止急剧冷却，造成表面裂缝；基础混凝土拆模后应及时回填。
8．加强温度管理。混凝土拌制时温度要低于25℃，浇注时要低于30℃，浇注后控制混凝土与大气温度差不大于25℃，混凝土本身内外温差在20℃以内；加强养护过程中的测温工作，发现温差过大，及时覆盖保温，使混凝土缓慢地降温，缓慢地收缩，以有效地发挥混凝土的徐变特性，降低约束应力，提高结构抗拉能力。
在大体积混凝土施工中，要精心施工，严格管理，最大限度的提高混凝土的极限抗拉伸强度，减小混凝土的温度收缩应力，降低成本费用，确保混凝土的施工质量。