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【摘 要】近年来，伴随着社会经济的快速持续发展，城市化进程得到了进一步的提高，人民群众的生活、工作等各种要求也越来越高，出现了很多大跨度、超高层等建筑结构体系，给城市空间方面增添了许多美感。但与此同时，由于大体积混凝土的体积较大、容易开裂，给工程结构和合理使用造成很大的威胁，如何采取科学合理的措施预防大体积混凝土开裂，一直是学术界研究的热点。
【关键词】大体积混凝土；裂缝；防治
大体积混凝土是指最小断面尺寸大于800mm，同时水化热产生的内部最高温度与大气温差超过25℃，施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温差，需合理解决温度应力并严格控制裂缝开展的一种混凝土结构。大体积混凝土工程结构较厚、体形较大、钢筋较密，且混凝土用量较多，施工条件较为复杂，施工技术要求高，需连续浇筑，内外温差和温度应力较大；此外，还需满足强度、刚度、整体性和耐久性要求。大体积混凝土在现代工程建设中占有重要地位，越来越多地应用到高层建筑、水利水电工程、桥梁工程、水工构（建）筑物以及现代工业生产等许多工程领域。
0.工程概况
本工程主楼地上十七层，地下二层，采用框架—剪力墙结构。基础为钢筋混凝土平板式筏形基础，筏板厚度为l500mm，筏板长48.9m、宽为57.3m。筏板混凝土强度等级为C50，抗渗等级为P8。筏板实体最小尺寸大干1m，属于大体积混凝土构件。
1.大体积混凝土温度裂缝的形成原因
现阶段的理论与实践研究表明，引起混凝土产生温度裂缝的原因：水泥在水化过程中产生大量热量及水化热，该热量聚积在内部不易散发，内部温度显著升高，外表散热快，形成较大的内、外温差，当混凝土内部温度与表面温度之差达到一定程度，产生的温度拉应力超过混凝土的抗拉强度时即产生混凝土裂缝。
2.大体积混凝土浇筑材料的选择和施工工艺
水泥用量的控制是一个关键因素，这是产生水化热的主要原因。应在不降低强度等级的前提下，减少水泥用量来降低水化热。经实验室试验后得出结论，对于工程中每m 的混凝土，每增加或减少10kg水泥，产生的水化热可致使大体积混凝土的核心温度在原来的基础上上升或下降1℃。不同品种的水泥其硬化过程中产生的水化热不同，为控制水化热的温升，减少温度应力，采用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等水化热较低的水泥。
施工过程中，在混凝土中掺入适量的聚丙烯纤维，并掺人适量的I级粉煤灰。掺人适量的粉煤灰既可降低混凝土中的水化热，节约水泥，又可使泵送施工流畅，和易性好，一举多得。
混凝土出机温度和浇筑温度也是影响混凝土内部温升的一个重要方面。混凝土出机温度是由原材料本身所含热量决定的，据混凝土配合比及原材料的比热容可知，石子的比热容虽小但其质量大，水在水灰比中的占有量相对水泥用量较少但其比热容是最大的，所以石子、水在拌制混凝土时的原始温度是影响混凝土初始温度的主要因素。拌合物中的砂对于混凝土的初始温度影响弱于石子、水，水泥对混凝土的初始温度影响最小。施工现场应及时与商品混凝土供应企业沟通并解决好这一问题。在实际混凝土搅拌时采用编织布遮盖砂、石避免太阳直射，并合理安排浇筑进度，尽量减少混凝土搅拌车在现场的等待时间，以达到降低混凝土出机温度的目的。
混凝土入模温度指混凝土经搅拌、运输、泵送到浇筑地点时的温度，因此应用湿麻袋将泵管遮盖，并指定专人每隔1h浇水散热1次来降低混凝土人模温度。
3.防治裂缝的措施
3.1优选原材料
3.1.1水泥
由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，为了降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥。由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数，要降低水泥的水化热，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数。硅酸盐水泥的矿物组成主要有C3S、C2S、C3A和C4AF。试验表明：水泥中铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）含量高，水化热较高，所以，为了减少水泥的水化热，必须降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外，在不影响水泥活性的情况下，要尽量使水泥的细度适当减小，因为水泥的细度会影响水化热的放热速率。
3.1.2掺加粉煤灰
为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，可以将部分水泥用粉煤灰代替。掺人粉煤灰主要有以下作用：①由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二铝含量179/6～35，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；②由于粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀；③粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构，使混凝土中总的孔隙率降低，孔结构进一步的细化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减少。
3.2采用科学合理的施工方法
3.2.1采用合理的设计措施
①精心设计混凝土配合比。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“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）、二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）、一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。②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，全截面的配筋率应在0.3～0.5 之间。③避免结构突变产生应力集中。在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。④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。⑤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，在正常施工条件下，后浇缝间距20～30m，保留时间一般不小于60d。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。
3.2.2采用切实可行的施工工艺
①加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照施工方案及技术交底的要求指导施工，明确分工，责任到人。加强计量监测工作，定时检查并做好详细记录。认真对待混凝土浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取措施加以杜绝。在变截面施工前，一定要加强预测，并保证预测的科学性。②切实落实施工方案。根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的施工方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。
3.3后期养护
混凝土浇筑完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润，这样既减少外界高温倒罐，又防止干缩裂缝的发生，促进混凝土强度的稳定增长。一般在浇筑完毕后l2～18h内立即开始养护，连续养护时间不少于28d或设计龄期。
总之，在大体积混凝土施工中，只要合理选择原材料，掺加合适的外加剂，制定合理的施工工艺，加强施工过程中的测温、养护工作，大体积混凝土裂缝是可以控制的。
【参考文献】
[1]冯乃谦.实用混凝土大全[M].北京：科学出版社，2001.
[2]李继业，刘福胜.新型混凝土实用技术手册[M].北京：化学工业出版社，2005.
【关键词】大体积混凝土；裂缝；防治
大体积混凝土是指最小断面尺寸大于800mm，同时水化热产生的内部最高温度与大气温差超过25℃，施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温差，需合理解决温度应力并严格控制裂缝开展的一种混凝土结构。大体积混凝土工程结构较厚、体形较大、钢筋较密，且混凝土用量较多，施工条件较为复杂，施工技术要求高，需连续浇筑，内外温差和温度应力较大；此外，还需满足强度、刚度、整体性和耐久性要求。大体积混凝土在现代工程建设中占有重要地位，越来越多地应用到高层建筑、水利水电工程、桥梁工程、水工构（建）筑物以及现代工业生产等许多工程领域。
0.工程概况
本工程主楼地上十七层，地下二层，采用框架—剪力墙结构。基础为钢筋混凝土平板式筏形基础，筏板厚度为l500mm，筏板长48.9m、宽为57.3m。筏板混凝土强度等级为C50，抗渗等级为P8。筏板实体最小尺寸大干1m，属于大体积混凝土构件。
1.大体积混凝土温度裂缝的形成原因
现阶段的理论与实践研究表明，引起混凝土产生温度裂缝的原因：水泥在水化过程中产生大量热量及水化热，该热量聚积在内部不易散发，内部温度显著升高，外表散热快，形成较大的内、外温差，当混凝土内部温度与表面温度之差达到一定程度，产生的温度拉应力超过混凝土的抗拉强度时即产生混凝土裂缝。
2.大体积混凝土浇筑材料的选择和施工工艺
水泥用量的控制是一个关键因素，这是产生水化热的主要原因。应在不降低强度等级的前提下，减少水泥用量来降低水化热。经实验室试验后得出结论，对于工程中每m 的混凝土，每增加或减少10kg水泥，产生的水化热可致使大体积混凝土的核心温度在原来的基础上上升或下降1℃。不同品种的水泥其硬化过程中产生的水化热不同，为控制水化热的温升，减少温度应力，采用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等水化热较低的水泥。
施工过程中，在混凝土中掺入适量的聚丙烯纤维，并掺人适量的I级粉煤灰。掺人适量的粉煤灰既可降低混凝土中的水化热，节约水泥，又可使泵送施工流畅，和易性好，一举多得。
混凝土出机温度和浇筑温度也是影响混凝土内部温升的一个重要方面。混凝土出机温度是由原材料本身所含热量决定的，据混凝土配合比及原材料的比热容可知，石子的比热容虽小但其质量大，水在水灰比中的占有量相对水泥用量较少但其比热容是最大的，所以石子、水在拌制混凝土时的原始温度是影响混凝土初始温度的主要因素。拌合物中的砂对于混凝土的初始温度影响弱于石子、水，水泥对混凝土的初始温度影响最小。施工现场应及时与商品混凝土供应企业沟通并解决好这一问题。在实际混凝土搅拌时采用编织布遮盖砂、石避免太阳直射，并合理安排浇筑进度，尽量减少混凝土搅拌车在现场的等待时间，以达到降低混凝土出机温度的目的。
混凝土入模温度指混凝土经搅拌、运输、泵送到浇筑地点时的温度，因此应用湿麻袋将泵管遮盖，并指定专人每隔1h浇水散热1次来降低混凝土人模温度。
3.防治裂缝的措施
3.1优选原材料
3.1.1水泥
由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，为了降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥。由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数，要降低水泥的水化热，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数。硅酸盐水泥的矿物组成主要有C3S、C2S、C3A和C4AF。试验表明：水泥中铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）含量高，水化热较高，所以，为了减少水泥的水化热，必须降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外，在不影响水泥活性的情况下，要尽量使水泥的细度适当减小，因为水泥的细度会影响水化热的放热速率。
3.1.2掺加粉煤灰
为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，可以将部分水泥用粉煤灰代替。掺人粉煤灰主要有以下作用：①由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二铝含量179/6～35，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；②由于粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀；③粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构，使混凝土中总的孔隙率降低，孔结构进一步的细化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减少。
3.2采用科学合理的施工方法
3.2.1采用合理的设计措施
①精心设计混凝土配合比。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“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）、二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）、一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。②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，全截面的配筋率应在0.3～0.5 之间。③避免结构突变产生应力集中。在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。④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。⑤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，在正常施工条件下，后浇缝间距20～30m，保留时间一般不小于60d。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。
3.2.2采用切实可行的施工工艺
①加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照施工方案及技术交底的要求指导施工，明确分工，责任到人。加强计量监测工作，定时检查并做好详细记录。认真对待混凝土浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取措施加以杜绝。在变截面施工前，一定要加强预测，并保证预测的科学性。②切实落实施工方案。根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的施工方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。
3.3后期养护
混凝土浇筑完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润，这样既减少外界高温倒罐，又防止干缩裂缝的发生，促进混凝土强度的稳定增长。一般在浇筑完毕后l2～18h内立即开始养护，连续养护时间不少于28d或设计龄期。
总之，在大体积混凝土施工中，只要合理选择原材料，掺加合适的外加剂，制定合理的施工工艺，加强施工过程中的测温、养护工作，大体积混凝土裂缝是可以控制的。
【参考文献】
[1]冯乃谦.实用混凝土大全[M].北京：科学出版社，2001.
[2]李继业，刘福胜.新型混凝土实用技术手册[M].北京：化学工业出版社，2005.