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[摘要]；通过分析大体积结构裂缝的类型及产生原因，对大体积砼结构裂缝的控制措施提出了一些建议。为了有效的控制裂缝，必须选择合适的施工方法和有效的保温措施。
[关键词]：大体积砼 施工技术 养护措施
中图分类号：TU74 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）35- 0480-01
0、引言
预防产生质量，对于砼裂缝应以预防为主，为此需要精心设计和施工，并根据实际情况全面考虑优化配合比设计改善施工工艺提高施工质量。做好温度监测工作及加强养护等方面，采取有效技术措施坚持严谨的施工组织管理，预防和控制大体积砼温度裂缝和施工裂缝。
一、裂缝产生的原因
1、水泥水化热影响
水泥水化过程中放出大量的热量，且主要集中在浇筑后的7天左右。一般每克水泥可以放出210J左右的热量，如果以水泥用量300kg/m3～50kg/m3来计算，每m3砼将放出的热量63000kJ～115500KJ的热量，从而使砼内部升高（可达70℃左右），尤其对于大体积砼来讲这种现象更加严重，由于砼内部和表面的散热条件不同，砼中心温度很高而表面温度较低，形成溫度梯度，使砼内部产生压应力表面产生拉应力，当拉应力超过砼的极限抗拉强度时砼表面就会产生裂缝。
2、砼收缩影响
砼在空气中硬结时体积减小的现象称为砼收缩。砼在不受外力的情况下的这种自发变形。受到外部约束时（支承条件、钢筋等）。将在砼中产生拉应力，使得砼开裂引起砼的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固过程中产生的体积变化，后期主要是砼内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。
3、外界气温湿度变化影响
大体积砼结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积砼裂缝的产生起着很大的影响，砼内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组。成浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，砼的浇筑温度也就会愈高。如果外界温度过低则又会增加大体积砼的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发砼的开裂。另外，外界的湿度对砼的裂缝也有很大的影响，外界的湿度降低会加速砼的干缩导致砼裂缝的产生。
二、防止产生裂缝的措施
在以上导致裂缝产生的因素中，温度裂缝是最为普遍和常见的，也是最难控制的，是施工防治的重点，大多数工程都是采用控制砼温度升高和温度变化速度的措施来防止出现裂缝 。涵盖选择砼原材料、施工安排、浇筑前后降低砼的措施和养护保温等砼施工的全过程。
1、优选砼原材料
1.1水泥的选择
理论研究表明：大体积砼产生裂缝的主要原因是水泥水化过程中产生的大量热量造成的。在大体积砼施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，并尽量降低砼中的水泥用量，为保证减少水泥用量后砼的强度和坍落度不受损失，可适度增加活性材料（如粉煤灰）代水泥。
1.2、骨料的选择
在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大，质量优良级配良好的石子以降低比表面积在能满足和易性的情况下既减少用水量和水泥用量。同时减小砼的收缩和泌水现象。在选择细骨料时采用平均粒径较大的中粗砂从而降低砼的干缩，减少水化热量。
1.3、掺加外加料和外加剂
掺加适量粉煤灰，可减少水泥用量， 从而达到降低水化热的目的。但掺量不能大于30%。
掺加适量的减水剂，可有效增加砼的和易性，且能提高水泥水化率，降低水化热，增强砼的强度。同时可明显延缓水化热的释放速度。
三、温度裂缝控制措施
大体积砼开裂的原因主要是砼所承受的拉应力与砼本身抗拉强度矛盾的直接结果。为控制大体积砼温度裂缝的开展，就必须采取各种有效的措施提高砼本身抗拉性能，降低砼温度收缩应力。
1、提高砼本身抗拉性能。为了防止砼开裂，提高砼抗裂性能，高砼本身的抗裂性能是一个重要因素。进行温度裂缝控制只有在砼自身抗裂性能良好的前提下才有意义。砼的抗裂性能主要体现在抗拉强度和极限拉伸上。砼抗拉强度是与其抗压强度紧密相关的。相对抗压强度而言，抗拉强度的增长速率较小。从防裂角度分析，砼的极限拉伸反映了砼的韧性，提高砼的韧性也是十分重要的一个方面。砼的极限拉伸与其抗压强度及粗骨料种类密切相关，砼强度大，极限拉伸也大，应着重从提高砼强度入手，提高砼抗裂性能。
其中优化配合比设计是指砼的设计强度等级的确定，它主要取决于使用上的要求通过提高砼的强度等级来提高抗裂性能的做法不好。提高强度等级是以增加水泥用量的代价来实现的，它使水化热温度应力增大，温升提高。所以优化配合比设计目的是尽量降低砼的热量与强度的比值。减少水化热一方面要采用中低热水泥用量并减少水泥用量；另一方面要减少砼内孔隙体积，控制水灰比，同时选用优质骨料，改善骨料级配，使砼更密实，以此提高砼强度。
温度裂缝控制措施。应保证这一步浇筑层面推进有序，上层混凝土覆盖及时，避免局部区域形成内部冷缝，应注意振捣密实，下料均匀，及时排除泌水，这是减少砼收缩量提高强度的重要保证；加强养护，对浇筑后的砼加强养护，让水泥颗粒得到充分水化，使之处于适宜的温湿环境，从而提高砼的强度和它的抗裂性。加强养护就是要不断地补充足够的水份，必须防止因蒸发而使毛细管失水，防止砼表面干燥，潮湿养护应当从砼凝结后即开始，潮湿养护还能防止干缩裂缝的产生，有效地减小砼的早期干缩；合理配筋，提高结构抵抗温度应力和收缩力的性能。在大体积硅中配置温度筋，宜细宜密，进行适当配筋后，在局部应力集中区域，缓解应力集中状态，推迟砼裂的出现，提高砼的抗裂性能。
2.降低砼温度收缩应力。为了降低砼的温度收缩应力，我们必须改善结构的约束条件，控制其温度的变化。必须设法削减其温度峰值，降低温砼内部的最高温升。在降低砼内部温升的同时，适当提高砼表面的温度，以减小温度梯度，降低砼内表温差，避免表面裂缝产生。进行温度裂缝控制的过程中，必须充分考虑砼徐变的因素，这对控制砼裂缝的产生是十分有利的。为充分发挥砼的徐变特性，就要尽可能地延长砼的降温时间，尽量延缓砼的降温速率，从防止砼出现温度变形裂缝的前提出发：减小总降温差，降低砼内部最高温升。
控制温度的具体措施：选用中低热的水泥品种。在水泥用量相同的条件下，能显著减少水化热含量，尽可能地选用中低热水泥，从而有效地减少砼的温升；尽量减少单位体积的水泥用量，目的也就是为了减少水泥的总发热量，为了尽量减少水泥用量，必须在砼配合比设计中综合考虑：利用砼的后期强度、掺加粉煤灰、掺加减水剂等。
掺加缓凝剂。在砼中掺加适量的缓凝剂，减缓水化热的释放速率，能够在一定程度上延缓水泥的水化作用。它的作用是降低了温度峰值，推迟热峰出现的时间。通过延缓水化热释放速率，可以让更多的热量通过界面散失出去，从而使砼的温度峰值得到削减。降低砼的浇筑温度。为了降低砼的浇筑温度，首先要控制骨料为与拌和水的温度，其次尽量缩短运输时间，尽量减少砼的冷量损失，建议最高浇筑温度控制在30℃度以下为宜。
砼内部埋冷却水管。在砼浇筑前预埋设好冷却水管网，让流动的低温水带走一部分水化热，达到削减砼温升，为了取得良好的冷却效果，对水管的管距、管径、管材、管长、水温、流量等都有一定的要求。改善约束条件的措施为设置后浇带，合理分块；设置滑动层，减轻约束；可以在大体积砼四周与围护桩之间砌筑一道隔离墙，减小四周的约束力。
四、结束语
大体积砼结构的材料选择、施工技术与养护措施直接关系到结构的使用性能， 若不能很好地了解大体积砼结构温度裂缝产生的原因及相应施工措施， 实际生产中就很难保证大体积砼的施工质量。虽然大体积砼很容易产生裂缝， 但是大量科学研究以及成功的工程实例表明， 只要在材料选择、施工工艺以及后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响， 还是可以减少或避免危害结构安全的温度裂缝的产生。
参考文献：
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[ M].
[2] 李潘武. 大体积混凝土非荷载应力的施工系统控制[ D]
[关键词]：大体积砼 施工技术 养护措施
中图分类号：TU74 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）35- 0480-01
0、引言
预防产生质量，对于砼裂缝应以预防为主，为此需要精心设计和施工，并根据实际情况全面考虑优化配合比设计改善施工工艺提高施工质量。做好温度监测工作及加强养护等方面，采取有效技术措施坚持严谨的施工组织管理，预防和控制大体积砼温度裂缝和施工裂缝。
一、裂缝产生的原因
1、水泥水化热影响
水泥水化过程中放出大量的热量，且主要集中在浇筑后的7天左右。一般每克水泥可以放出210J左右的热量，如果以水泥用量300kg/m3～50kg/m3来计算，每m3砼将放出的热量63000kJ～115500KJ的热量，从而使砼内部升高（可达70℃左右），尤其对于大体积砼来讲这种现象更加严重，由于砼内部和表面的散热条件不同，砼中心温度很高而表面温度较低，形成溫度梯度，使砼内部产生压应力表面产生拉应力，当拉应力超过砼的极限抗拉强度时砼表面就会产生裂缝。
2、砼收缩影响
砼在空气中硬结时体积减小的现象称为砼收缩。砼在不受外力的情况下的这种自发变形。受到外部约束时（支承条件、钢筋等）。将在砼中产生拉应力，使得砼开裂引起砼的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固过程中产生的体积变化，后期主要是砼内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。
3、外界气温湿度变化影响
大体积砼结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积砼裂缝的产生起着很大的影响，砼内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组。成浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，砼的浇筑温度也就会愈高。如果外界温度过低则又会增加大体积砼的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发砼的开裂。另外，外界的湿度对砼的裂缝也有很大的影响，外界的湿度降低会加速砼的干缩导致砼裂缝的产生。
二、防止产生裂缝的措施
在以上导致裂缝产生的因素中，温度裂缝是最为普遍和常见的，也是最难控制的，是施工防治的重点，大多数工程都是采用控制砼温度升高和温度变化速度的措施来防止出现裂缝 。涵盖选择砼原材料、施工安排、浇筑前后降低砼的措施和养护保温等砼施工的全过程。
1、优选砼原材料
1.1水泥的选择
理论研究表明：大体积砼产生裂缝的主要原因是水泥水化过程中产生的大量热量造成的。在大体积砼施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥，并尽量降低砼中的水泥用量，为保证减少水泥用量后砼的强度和坍落度不受损失，可适度增加活性材料（如粉煤灰）代水泥。
1.2、骨料的选择
在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大，质量优良级配良好的石子以降低比表面积在能满足和易性的情况下既减少用水量和水泥用量。同时减小砼的收缩和泌水现象。在选择细骨料时采用平均粒径较大的中粗砂从而降低砼的干缩，减少水化热量。
1.3、掺加外加料和外加剂
掺加适量粉煤灰，可减少水泥用量， 从而达到降低水化热的目的。但掺量不能大于30%。
掺加适量的减水剂，可有效增加砼的和易性，且能提高水泥水化率，降低水化热，增强砼的强度。同时可明显延缓水化热的释放速度。
三、温度裂缝控制措施
大体积砼开裂的原因主要是砼所承受的拉应力与砼本身抗拉强度矛盾的直接结果。为控制大体积砼温度裂缝的开展，就必须采取各种有效的措施提高砼本身抗拉性能，降低砼温度收缩应力。
1、提高砼本身抗拉性能。为了防止砼开裂，提高砼抗裂性能，高砼本身的抗裂性能是一个重要因素。进行温度裂缝控制只有在砼自身抗裂性能良好的前提下才有意义。砼的抗裂性能主要体现在抗拉强度和极限拉伸上。砼抗拉强度是与其抗压强度紧密相关的。相对抗压强度而言，抗拉强度的增长速率较小。从防裂角度分析，砼的极限拉伸反映了砼的韧性，提高砼的韧性也是十分重要的一个方面。砼的极限拉伸与其抗压强度及粗骨料种类密切相关，砼强度大，极限拉伸也大，应着重从提高砼强度入手，提高砼抗裂性能。
其中优化配合比设计是指砼的设计强度等级的确定，它主要取决于使用上的要求通过提高砼的强度等级来提高抗裂性能的做法不好。提高强度等级是以增加水泥用量的代价来实现的，它使水化热温度应力增大，温升提高。所以优化配合比设计目的是尽量降低砼的热量与强度的比值。减少水化热一方面要采用中低热水泥用量并减少水泥用量；另一方面要减少砼内孔隙体积，控制水灰比，同时选用优质骨料，改善骨料级配，使砼更密实，以此提高砼强度。
温度裂缝控制措施。应保证这一步浇筑层面推进有序，上层混凝土覆盖及时，避免局部区域形成内部冷缝，应注意振捣密实，下料均匀，及时排除泌水，这是减少砼收缩量提高强度的重要保证；加强养护，对浇筑后的砼加强养护，让水泥颗粒得到充分水化，使之处于适宜的温湿环境，从而提高砼的强度和它的抗裂性。加强养护就是要不断地补充足够的水份，必须防止因蒸发而使毛细管失水，防止砼表面干燥，潮湿养护应当从砼凝结后即开始，潮湿养护还能防止干缩裂缝的产生，有效地减小砼的早期干缩；合理配筋，提高结构抵抗温度应力和收缩力的性能。在大体积硅中配置温度筋，宜细宜密，进行适当配筋后，在局部应力集中区域，缓解应力集中状态，推迟砼裂的出现，提高砼的抗裂性能。
2.降低砼温度收缩应力。为了降低砼的温度收缩应力，我们必须改善结构的约束条件，控制其温度的变化。必须设法削减其温度峰值，降低温砼内部的最高温升。在降低砼内部温升的同时，适当提高砼表面的温度，以减小温度梯度，降低砼内表温差，避免表面裂缝产生。进行温度裂缝控制的过程中，必须充分考虑砼徐变的因素，这对控制砼裂缝的产生是十分有利的。为充分发挥砼的徐变特性，就要尽可能地延长砼的降温时间，尽量延缓砼的降温速率，从防止砼出现温度变形裂缝的前提出发：减小总降温差，降低砼内部最高温升。
控制温度的具体措施：选用中低热的水泥品种。在水泥用量相同的条件下，能显著减少水化热含量，尽可能地选用中低热水泥，从而有效地减少砼的温升；尽量减少单位体积的水泥用量，目的也就是为了减少水泥的总发热量，为了尽量减少水泥用量，必须在砼配合比设计中综合考虑：利用砼的后期强度、掺加粉煤灰、掺加减水剂等。
掺加缓凝剂。在砼中掺加适量的缓凝剂，减缓水化热的释放速率，能够在一定程度上延缓水泥的水化作用。它的作用是降低了温度峰值，推迟热峰出现的时间。通过延缓水化热释放速率，可以让更多的热量通过界面散失出去，从而使砼的温度峰值得到削减。降低砼的浇筑温度。为了降低砼的浇筑温度，首先要控制骨料为与拌和水的温度，其次尽量缩短运输时间，尽量减少砼的冷量损失，建议最高浇筑温度控制在30℃度以下为宜。
砼内部埋冷却水管。在砼浇筑前预埋设好冷却水管网，让流动的低温水带走一部分水化热，达到削减砼温升，为了取得良好的冷却效果，对水管的管距、管径、管材、管长、水温、流量等都有一定的要求。改善约束条件的措施为设置后浇带，合理分块；设置滑动层，减轻约束；可以在大体积砼四周与围护桩之间砌筑一道隔离墙，减小四周的约束力。
四、结束语
大体积砼结构的材料选择、施工技术与养护措施直接关系到结构的使用性能， 若不能很好地了解大体积砼结构温度裂缝产生的原因及相应施工措施， 实际生产中就很难保证大体积砼的施工质量。虽然大体积砼很容易产生裂缝， 但是大量科学研究以及成功的工程实例表明， 只要在材料选择、施工工艺以及后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响， 还是可以减少或避免危害结构安全的温度裂缝的产生。
参考文献：
[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[ M].
[2] 李潘武. 大体积混凝土非荷载应力的施工系统控制[ D]