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摘要：本主介绍了大体积混凝土基础在实际施工中易产生的裂缝原因进行了技術分析，并提出了合理的裂缝控制措施。通过实践证明该措施的应用较好的控制混凝土裂缝问题，保证了混凝土施工质量。
关键词：大体积混凝土裂缝原因裂缝控制措施
中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：
1、前言
本钢4＃高炉易地大修工程基础工程于2003年3-8月施工，基础承台较大，由方形底板和上部圆墩组成，底板面积30×28.5m2，底板厚4.3m，混凝土量约为5800m3，钢筯730吨，具有大体积混凝土的施工特性。大体积混凝土的施工，往往由于水泥用量大，砂、石料配比不严密，水灰比大，浇注速度快等原因引起混凝土裂缝，而裂缝的产生能严重影响混凝土的质量，因此，此工程在施工前组织有关人员查阅大量资料，走访有经验的施工单位，详细分析了裂缝产生的原因，并制定了相应的控制措施。
2．裂缝原因分析
混凝土裂缝原因很多，主要有收缩裂缝，温差裂缝等
2.1、收缩裂缝
混凝土的收缩引起收缩裂缝，收缩的主要因素是混凝土的用水量和水泥用量，混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大，混凝土的逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力，如果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。
混凝土中所含水泥活性大，混凝土温度较高，或者水灰比较低的条件下也会加剧引起开裂，此为塑性收缩。因为此时混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水份不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土表面就会出现不规则的裂缝。出现裂缝以后，混凝土体内的水份蒸发进一步加快，于是裂缝迅速扩展。
以上症状，要求混凝土浇注后要及时覆盖及养护。
2.2、温差裂缝
混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝的主要影响因素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。
大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑，浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不容易散发，混凝土内部温度显著升高，而混凝土表面土则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，此时，混凝土龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土的表面产生裂缝。
大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。同时，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天（升温阶段）。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。
3、混凝土裂缝的有效控制
3.1、优选混凝土各种原材料
3.1.1、选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥，有利于克服因温度应力而产生混凝土裂缝。
3.1.2、严格控制砂、石的含泥量。砂要过筛，石要冲洗，工程中控制砂、石的含泥量分别为＜2%与＜1%，同时要测定其含水率。石料要连续极配，砂应适当放宽石粉或细粉含量，石粉比例一般在15%~18%之间为宜，这样可提高混凝土的密实性、耐久性和抗裂性。
3.1.3、混凝土中掺加标准的粉煤灰，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水；在混凝土中掺加适应比例的减水剂和引气剂，可大大减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善混凝土的和易性，降低水灰比，这些都有利于提高混凝土的抗裂性能，同时，在混凝土中掺加微膨胀剂，补偿收缩及减少温度应力。
3.2、加强施工过程的控制
3.2.1、控制混凝土入模温度在25℃以下，混凝土初凝在4小时以上。主要采取对骨料水冷和风冷降温，加冰和加冷却水拌和，减小运输距离，各生产环节加强保温以免冷量损失等措施，降低混凝土初始温度。
3.2.2、加强混凝土保温保湿工作。加强已浇完混凝土的保温保湿工作，降低内外温差，根据经验，混凝土内部水化热是在浇注后第3天达到高峰。泵送C30混凝土无掺加料时，水泥用料约为480kg/m3，其绝热温度约为55℃，则承台混凝土内部最高温度为T＝55×2/3+25＝61.7℃，这就要求承台混凝土外表温度必须控制在61.7-25＝36.7℃以上。该温度与此时最低气温17℃最大差值为19.7℃左右，为此需要在承台表面覆盖草袋和塑料薄膜，利用水泥的水化热使其外表温度提高，降低内外温差和保其湿度，加强测温工作，达不到控制温度要求时采取碘钨灯加热措施，但此时要注意防火防触电。
3.2.3、采用铜热电阻仪测温，温度测控点按承台截面呈对角线布置，每两米设一点，共40点，埋入热电偶，要求混凝土浇注完毕后8小时、16小时、24小时循环测试，以后每日3次连续测试14天，并认真做好记录，有关人员及时计算内外温差，采取加热措施控制混凝土内外温差。
3.2.4、搭设保温棚，以控制混凝土内、外温差。保温棚覆盖整个基坑，最高处高出地面4米，本体封闭采用￠48×5钢管、木板等围护，表面覆盖苫布、塑料布包裹，为防风吹刮，接触地面以砂压实，四周檐下留用通风孔，棚内设置210盏1000w碘钨灯，距混凝土表面1.5米，7路分送独设线路开关，以便控制温度梯度平稳。温控方式为：混凝土内外温差25℃7天，混凝土表面与外界温差25℃~20℃7天，以后逐步降温至与气温大体平衡过程中，混凝土要始终保湿至养生结束。
3.2.5、严格实行混凝土浇注、振捣要求，提高混凝土的密实度。
4、结论
通过对大体积混凝土裂缝的科学分析及对应采取的防范措施，此工程基本解决了混凝土裂缝问题，经各有关部门检查，一致认为此措施效果显著，质量已达到国家标准要求，经验可推广适用。
关键词：大体积混凝土裂缝原因裂缝控制措施
中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：
1、前言
本钢4＃高炉易地大修工程基础工程于2003年3-8月施工，基础承台较大，由方形底板和上部圆墩组成，底板面积30×28.5m2，底板厚4.3m，混凝土量约为5800m3，钢筯730吨，具有大体积混凝土的施工特性。大体积混凝土的施工，往往由于水泥用量大，砂、石料配比不严密，水灰比大，浇注速度快等原因引起混凝土裂缝，而裂缝的产生能严重影响混凝土的质量，因此，此工程在施工前组织有关人员查阅大量资料，走访有经验的施工单位，详细分析了裂缝产生的原因，并制定了相应的控制措施。
2．裂缝原因分析
混凝土裂缝原因很多，主要有收缩裂缝，温差裂缝等
2.1、收缩裂缝
混凝土的收缩引起收缩裂缝，收缩的主要因素是混凝土的用水量和水泥用量，混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大，混凝土的逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力，如果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。
混凝土中所含水泥活性大，混凝土温度较高，或者水灰比较低的条件下也会加剧引起开裂，此为塑性收缩。因为此时混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水份不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土表面就会出现不规则的裂缝。出现裂缝以后，混凝土体内的水份蒸发进一步加快，于是裂缝迅速扩展。
以上症状，要求混凝土浇注后要及时覆盖及养护。
2.2、温差裂缝
混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝的主要影响因素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。
大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑，浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不容易散发，混凝土内部温度显著升高，而混凝土表面土则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，此时，混凝土龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土的表面产生裂缝。
大体积混凝土施工，由于混凝土内部与表面散热速率不一样，在其表面形成较大的温度梯度，从而引起较大的表面拉应力。同时，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。此种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天（升温阶段）。混凝土降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，直至出现收缩裂缝。
3、混凝土裂缝的有效控制
3.1、优选混凝土各种原材料
3.1.1、选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥，有利于克服因温度应力而产生混凝土裂缝。
3.1.2、严格控制砂、石的含泥量。砂要过筛，石要冲洗，工程中控制砂、石的含泥量分别为＜2%与＜1%，同时要测定其含水率。石料要连续极配，砂应适当放宽石粉或细粉含量，石粉比例一般在15%~18%之间为宜，这样可提高混凝土的密实性、耐久性和抗裂性。
3.1.3、混凝土中掺加标准的粉煤灰，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水；在混凝土中掺加适应比例的减水剂和引气剂，可大大减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善混凝土的和易性，降低水灰比，这些都有利于提高混凝土的抗裂性能，同时，在混凝土中掺加微膨胀剂，补偿收缩及减少温度应力。
3.2、加强施工过程的控制
3.2.1、控制混凝土入模温度在25℃以下，混凝土初凝在4小时以上。主要采取对骨料水冷和风冷降温，加冰和加冷却水拌和，减小运输距离，各生产环节加强保温以免冷量损失等措施，降低混凝土初始温度。
3.2.2、加强混凝土保温保湿工作。加强已浇完混凝土的保温保湿工作，降低内外温差，根据经验，混凝土内部水化热是在浇注后第3天达到高峰。泵送C30混凝土无掺加料时，水泥用料约为480kg/m3，其绝热温度约为55℃，则承台混凝土内部最高温度为T＝55×2/3+25＝61.7℃，这就要求承台混凝土外表温度必须控制在61.7-25＝36.7℃以上。该温度与此时最低气温17℃最大差值为19.7℃左右，为此需要在承台表面覆盖草袋和塑料薄膜，利用水泥的水化热使其外表温度提高，降低内外温差和保其湿度，加强测温工作，达不到控制温度要求时采取碘钨灯加热措施，但此时要注意防火防触电。
3.2.3、采用铜热电阻仪测温，温度测控点按承台截面呈对角线布置，每两米设一点，共40点，埋入热电偶，要求混凝土浇注完毕后8小时、16小时、24小时循环测试，以后每日3次连续测试14天，并认真做好记录，有关人员及时计算内外温差，采取加热措施控制混凝土内外温差。
3.2.4、搭设保温棚，以控制混凝土内、外温差。保温棚覆盖整个基坑，最高处高出地面4米，本体封闭采用￠48×5钢管、木板等围护，表面覆盖苫布、塑料布包裹，为防风吹刮，接触地面以砂压实，四周檐下留用通风孔，棚内设置210盏1000w碘钨灯，距混凝土表面1.5米，7路分送独设线路开关，以便控制温度梯度平稳。温控方式为：混凝土内外温差25℃7天，混凝土表面与外界温差25℃~20℃7天，以后逐步降温至与气温大体平衡过程中，混凝土要始终保湿至养生结束。
3.2.5、严格实行混凝土浇注、振捣要求，提高混凝土的密实度。
4、结论
通过对大体积混凝土裂缝的科学分析及对应采取的防范措施，此工程基本解决了混凝土裂缝问题，经各有关部门检查，一致认为此措施效果显著，质量已达到国家标准要求，经验可推广适用。