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摘要：混凝土浇筑中的裂缝控制是一个普遍存在的难题，尤其是大体积混凝土结构，施工时应采取各种防范控制措施，保证混凝土的浇筑质量，防止出现裂缝，而风区大体积混凝土浇筑中裂缝控制就显得更加重要。本文分析了大体积混凝土裂缝类型和裂缝产生的原因，主要是温度裂缝和收缩裂缝，并结合风区实际情况提出了从配合比、原材、优化设计、混凝土养护等裂缝控制的技术措施。
关键词：风区；大体积；混凝土；裂缝；控制
正文
1 裂缝产生机理及特征
从裂缝的形成过程可以看到，砼特别是大体积砼之所以开裂，主要是砼所承受的拉应力和砼本身的抗拉强度之间的矛盾发展的结果。因而为了控制大体积砼裂缝，就必须尽最大可能提高砼本身抗拉强度性能和降低拉应力（特别是温度应力）这两方面综合考虑。抗拉强度主要决定了砼的强度等级及组成材料，要保证抗拉强度关键在于原材料的优化和配合比的优化（砼强度等级设计已经确定），由于砼选用地材，从经济角度来考虑，原材料优化的空间相对较小，所以降低拉应力是控制砼裂缝的有效途径，而降低拉应力主要通过减少温度应力和收缩应力来控制温度裂缝和收缩裂缝。
1.1 温度裂缝
混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。温差的产生主要有三种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会产生裂缝，但最严重的是水化热引起的内外温差。
1.2 收缩裂缝
混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。影响混凝土收缩的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土收缩就越大。水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响，一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。
自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，导致混凝土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩。水灰比对自身收缩影响较大，在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，所以在大体积混凝土施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。
塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。在水泥活性大、混凝土温度较高或者水灰比较低的条件下，混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加快，于是裂缝迅速扩展。
2 裂缝控制的技术措施
裂缝会加速混凝土碳化和钢筋锈蚀，并产生恶性循环，严重破坏混凝土结构的安全性和耐久性，给工程造成严重损失，所以裂缝控制显得尤为重要。裂缝控制的主要技术措施涉及从设计到施工乃至后期养护的整个过程，分别介绍如下：
2.1 配合比的选用和水泥用量的控制
大量的试验研究和工程实践表明，每立方砼的水泥用量增减10kg，其水化热使砼的温度相应升高或降低1℃。在施工过程中，要在保证混凝土强度的条件下，通过进行砼试配，以进一步降低水泥用量。
2.2 优选混凝土各种原材料
（1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水化热不易散发，导致混凝土内部温度过高，内外部温差过大使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此应优先选用低水化热的水泥品种，如粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥（有抗渗要求不宜使用）。
（2）粗骨料：采用碎石，粒径5-31.5mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
（3）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
（4）粉煤灰：粉煤灰的水化热远小于水泥，在大体积混凝土中掺入20%-25%粉煤灰，不仅可减少水泥用量，又可有效降低水化热。同时，使用粉煤灰可变废为宝，符合环保要求。
（5）外加剂：选用缓凝减水剂，降低水化温升，延迟水化热释放速度，有效防止裂缝；添加抗裂致密剂，按胶凝材料的1.5%比例加入，可以较好的平衡混凝土内外温差减少表面裂纹的出现，并可以小幅度增加混凝土强度。
2.3 设计优化措施
（1）精心设计混凝土配合比，尽可能的降低混凝土的单位用水量。
（2）增配构造筋提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。
（3）在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。
（4）充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝。
2.4 施工及养护控制措施
本标段施工地点位于哈密市以东100公里左右的戈壁滩，属烟墩风区，毗邻著名的三十里风区和百里风区，属温带沙漠性气候，风沙大，地面水分极易蒸发，空气干燥，相对湿度小，日照时间长，夏季温度特别高，昼夜温差特别大。结合风区实际施工情况总结提出几点风区混凝土施工及养护的措施：
（1）控制砼的出机温度和入模温度，尽量避免温度过高或过低时施工。
（2）合理安排施工时序，严格控制混凝土的浇筑速度，一次浇注的混凝土不可过高、过厚，以保证混凝土温度均匀上升。
（3）采用合理的施工方法，分层均匀浇筑，每层混凝土初凝前都确保被上层混凝土覆盖，保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间，避免施工缝出现。
（4）保证振捣密实，严格控制振捣时间、移动距离和插入深度，严防漏振及过振。
（5）混凝土浇筑抹面后应立即覆盖土工布，进行洒水养护7天。在模板四周搭设遮阳棚避免阳光直射，夜间模板整体覆盖不透气帆布，保湿。模板拆除前，对遮阳棚内模板和地面进行持续洒水降温保湿，防止内外温差过大，水蒸发过快造成混凝土裂缝。
（6）合理控制拆模时间，待混凝土强度达到75%及以上时拆除模板。
（7）拆模后，拆除遮阳棚，混凝土表面要用土工布形成密封的整体，再用土工布进行全包裹，持续洒水养护，对混凝土保温保湿养护，降低混凝土内外温差，减少温度应力，可以保证混凝土强度完全达到要求，减少表面的裂纹。
3 结语
裂缝是混凝土施工中不可避免的普遍现象，大体积混凝土施工更是如此。但是，裂缝的出现不仅会降低结构物的抗渗能力，影响结构物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响结构物的承载能力。因此，我们在风区这样恶劣的施工環境中，应充分认识到裂缝的出现对结构物的危害性，采取各种有效的措施和合理的处理方法，保证工程的质量。
关键词：风区；大体积；混凝土；裂缝；控制
正文
1 裂缝产生机理及特征
从裂缝的形成过程可以看到，砼特别是大体积砼之所以开裂，主要是砼所承受的拉应力和砼本身的抗拉强度之间的矛盾发展的结果。因而为了控制大体积砼裂缝，就必须尽最大可能提高砼本身抗拉强度性能和降低拉应力（特别是温度应力）这两方面综合考虑。抗拉强度主要决定了砼的强度等级及组成材料，要保证抗拉强度关键在于原材料的优化和配合比的优化（砼强度等级设计已经确定），由于砼选用地材，从经济角度来考虑，原材料优化的空间相对较小，所以降低拉应力是控制砼裂缝的有效途径，而降低拉应力主要通过减少温度应力和收缩应力来控制温度裂缝和收缩裂缝。
1.1 温度裂缝
混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。温差的产生主要有三种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会产生裂缝，但最严重的是水化热引起的内外温差。
1.2 收缩裂缝
混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。影响混凝土收缩的主要因素主要是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土收缩就越大。水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响，一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。
自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降形成弯月面，产生所谓的自干燥作用，导致混凝土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩。水灰比对自身收缩影响较大，在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，所以在大体积混凝土施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。
塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。在水泥活性大、混凝土温度较高或者水灰比较低的条件下，混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加快，于是裂缝迅速扩展。
2 裂缝控制的技术措施
裂缝会加速混凝土碳化和钢筋锈蚀，并产生恶性循环，严重破坏混凝土结构的安全性和耐久性，给工程造成严重损失，所以裂缝控制显得尤为重要。裂缝控制的主要技术措施涉及从设计到施工乃至后期养护的整个过程，分别介绍如下：
2.1 配合比的选用和水泥用量的控制
大量的试验研究和工程实践表明，每立方砼的水泥用量增减10kg，其水化热使砼的温度相应升高或降低1℃。在施工过程中，要在保证混凝土强度的条件下，通过进行砼试配，以进一步降低水泥用量。
2.2 优选混凝土各种原材料
（1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水化热不易散发，导致混凝土内部温度过高，内外部温差过大使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此应优先选用低水化热的水泥品种，如粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥（有抗渗要求不宜使用）。
（2）粗骨料：采用碎石，粒径5-31.5mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
（3）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
（4）粉煤灰：粉煤灰的水化热远小于水泥，在大体积混凝土中掺入20%-25%粉煤灰，不仅可减少水泥用量，又可有效降低水化热。同时，使用粉煤灰可变废为宝，符合环保要求。
（5）外加剂：选用缓凝减水剂，降低水化温升，延迟水化热释放速度，有效防止裂缝；添加抗裂致密剂，按胶凝材料的1.5%比例加入，可以较好的平衡混凝土内外温差减少表面裂纹的出现，并可以小幅度增加混凝土强度。
2.3 设计优化措施
（1）精心设计混凝土配合比，尽可能的降低混凝土的单位用水量。
（2）增配构造筋提高抗裂性能，配筋应采用小直径、小间距。
（3）在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。
（4）充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝。
2.4 施工及养护控制措施
本标段施工地点位于哈密市以东100公里左右的戈壁滩，属烟墩风区，毗邻著名的三十里风区和百里风区，属温带沙漠性气候，风沙大，地面水分极易蒸发，空气干燥，相对湿度小，日照时间长，夏季温度特别高，昼夜温差特别大。结合风区实际施工情况总结提出几点风区混凝土施工及养护的措施：
（1）控制砼的出机温度和入模温度，尽量避免温度过高或过低时施工。
（2）合理安排施工时序，严格控制混凝土的浇筑速度，一次浇注的混凝土不可过高、过厚，以保证混凝土温度均匀上升。
（3）采用合理的施工方法，分层均匀浇筑，每层混凝土初凝前都确保被上层混凝土覆盖，保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间，避免施工缝出现。
（4）保证振捣密实，严格控制振捣时间、移动距离和插入深度，严防漏振及过振。
（5）混凝土浇筑抹面后应立即覆盖土工布，进行洒水养护7天。在模板四周搭设遮阳棚避免阳光直射，夜间模板整体覆盖不透气帆布，保湿。模板拆除前，对遮阳棚内模板和地面进行持续洒水降温保湿，防止内外温差过大，水蒸发过快造成混凝土裂缝。
（6）合理控制拆模时间，待混凝土强度达到75%及以上时拆除模板。
（7）拆模后，拆除遮阳棚，混凝土表面要用土工布形成密封的整体，再用土工布进行全包裹，持续洒水养护，对混凝土保温保湿养护，降低混凝土内外温差，减少温度应力，可以保证混凝土强度完全达到要求，减少表面的裂纹。
3 结语
裂缝是混凝土施工中不可避免的普遍现象，大体积混凝土施工更是如此。但是，裂缝的出现不仅会降低结构物的抗渗能力，影响结构物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响结构物的承载能力。因此，我们在风区这样恶劣的施工環境中，应充分认识到裂缝的出现对结构物的危害性，采取各种有效的措施和合理的处理方法，保证工程的质量。