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摘要：土木工程的建设施工中，混凝土裂缝是其最为常见的一种质量通病。在此，本文对其裂缝成因作详细分析与研究，并在混凝土裂缝成因研究的基础之上，提出几点可行的防治措施，以供相关人员参考。
关键词：土木工程；大体积混凝土；混凝土裂缝；成因；防治措施
随着我国建筑事业的不断壮大，建筑工程的规模和数量也得到了正向、积极的发展。混凝土作为建筑工程施工中使用数量最大，范围最广的一种建筑材料，其在施工中容易出现的裂缝问题一直让建筑施工工人深受困扰。尽管在施工中采取各种措施对其裂缝进行控制，但仍然达不到理想的控制效果。本文以有效控制土木工程中大体积混凝土产生裂缝为最终目的，对其裂缝成因以及相关的防治措施作出以下分析。
一、混凝土裂缝形成的主要原因
土木工程施工中，混凝土裂缝现象的存在率很高，尽管施工人员在施工过程中采取了大量的措施对其进行控制，但所获得的控制效果都不见好。就目前工程施工中出现过的混凝土裂缝来说，其形式大多有三种，即表面裂缝、深层裂缝以及贯穿裂缝。这三种形式的裂缝成因有所不同，但大体上都是由于温度、湿度变化，混凝土材料本身的质量，混凝土结构不合理等因素造成。现对混凝土裂缝成因作详细分析。
1、温度和湿度变化引起混凝土裂缝
首先温度和湿度的变化是引起混凝土裂缝的主要原因。混凝土在硬化期间，水泥会放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力；在后期降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束叉会在混凝土内部出现拉应力；同时气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，便会出现裂缝，即混凝土裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。表面干缩形变受到内部混凝土的约束，往往也会导致裂缝。
2、混凝土材料本身的性质
其次，混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104。由于原材料不均匀，水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。
3、混凝土结构的不合理
在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位，如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
二、大体积混凝土裂缝形成的主要防治措施
1、水泥的品种及用量选择
水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙（C3A），其他成分依次为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙（C4AF）。另外，水泥越细发热速率越快，但是不影响最终发热量。充分利用混凝土的后期强度，以减少水泥的用量。
2、控制温度
①减少混凝土中的水泥用量，改善骨料级配，优化混凝土配合比。在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰，可以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，改善混凝土的工作度，降低最终收缩值，利用粉煤灰作混凝土的掺合料，降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升，提高混凝土的后期强度及其抗裂能力；②降低混凝土的浇筑温度，拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却；③减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。
3、改善约束条件
在混凝土施工过程中，为了预防和治理混凝土裂缝的产生，可以对混凝土进行合理的分缝分块施工，适当缩短混凝土施工的分块长度。尤其是在工程地面结构的施工中，采用混凝土分缝分块施工可以有效避免路基基础结构的起伏过大。另外，合理的施工工序也是控制混凝土裂缝形成的一种重要手段。
4、预防贯穿性裂缝的发生
贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能会破坏结构的整体性和稳定性，其危害非常严重。贯穿裂缝出现后要恢复其结构的整体性十分困难，所以应注意防止贯穿裂缝的发生。
5、添加外加剂，改善混凝土的性能
提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，防止开裂，提高混凝土的耐久性。混凝土中存在大量的毛细孔道，水蒸发后会使毛细管中产生张力，导致混凝土干缩变形。若增大毛细孔径可降低表面张力，但会影响混凝土强度，这就是表面张力理论，早在六十年代就已在国际上被认可；水灰比也是影响混凝土收缩的重要因素之一，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%；此外，水泥用量也严重影响了混凝土收缩率，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充，用减水防裂剂改善水泥浆稠度，控制混凝土泌水，以减少沉缩变形。混凝土缓凝时间适当，可以控制因水泥长期不凝而带来的塑性收缩。
6、提高混凝土的施工质量
提高施工质量主要指提高混凝土的施工质量。从混凝土的浇筑、振捣以及施工开始，都需要做好其质量的控制。混凝土浇筑时，需要加强对其材料质量以及浇筑工艺的控制，同时注意浇筑过程中的振捣控制，浇筑完成之后的混凝土，要检查其结构的密实度，保证其内部组织的密实性，以期提高混凝土结构的拉伸直限度。
7、做好混凝土养护工作
混凝土养护的工作核心是防止混凝土结构表面失水，因此在混凝土的早期养护工作中，要注意随时补充混凝土结构表面的水分，以帮助混凝土结构中水泥材料的水化。目前，我国建筑工程中的混凝土路面、桥面或者普通地面结构的施工中，混凝土的塑性干缩裂缝一直是困扰建筑施工工人的主要问题之一。事实上，混凝土的养护工作便是解决混凝土形成塑性干缩裂缝的关键。在过去，鉴于混凝土材料具有较大的泌水性，所以其养护工作一般在二次收浆之后开始实施，而现在工程施工中所采用的高性能混凝土的泌水性较低，施工铺设于路面时，水分的蒸发量比较大，为了避免混凝土塑性干缩裂缝产生，往往在终凝之前需要进行二次抹面，修补和闭合已经形成的混凝土塑性干缩裂缝。
三、结束语
综上所述，在土木工程的施工建设中，普遍存在着混凝土裂缝现象。这一现象形成的原因有很多，比如空气中温度、湿度的变化，混凝土结构的不合理以及混凝土材料本身所具有的脆性等。从裂缝的成因上来看，发现土木工程中的混凝土裂缝其实是可以控制和预防的，只要用对了措施，施工中的混凝土裂缝问题便迎刃而解。
参考文献
[1]周富荣.养护对混凝土早期收缩和开裂的影响[D].浙江大学，2006.
[2]杨光.水泥混凝土路面早期断裂的原因及防治方法[J].山西建筑，2010，（05）.
[3]吴国雄.水泥混凝土路面开裂机理及破坏过程研究[D].西南交通大学，2
关键词：土木工程；大体积混凝土；混凝土裂缝；成因；防治措施
随着我国建筑事业的不断壮大，建筑工程的规模和数量也得到了正向、积极的发展。混凝土作为建筑工程施工中使用数量最大，范围最广的一种建筑材料，其在施工中容易出现的裂缝问题一直让建筑施工工人深受困扰。尽管在施工中采取各种措施对其裂缝进行控制，但仍然达不到理想的控制效果。本文以有效控制土木工程中大体积混凝土产生裂缝为最终目的，对其裂缝成因以及相关的防治措施作出以下分析。
一、混凝土裂缝形成的主要原因
土木工程施工中，混凝土裂缝现象的存在率很高，尽管施工人员在施工过程中采取了大量的措施对其进行控制，但所获得的控制效果都不见好。就目前工程施工中出现过的混凝土裂缝来说，其形式大多有三种，即表面裂缝、深层裂缝以及贯穿裂缝。这三种形式的裂缝成因有所不同，但大体上都是由于温度、湿度变化，混凝土材料本身的质量，混凝土结构不合理等因素造成。现对混凝土裂缝成因作详细分析。
1、温度和湿度变化引起混凝土裂缝
首先温度和湿度的变化是引起混凝土裂缝的主要原因。混凝土在硬化期间，水泥会放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力；在后期降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束叉会在混凝土内部出现拉应力；同时气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，便会出现裂缝，即混凝土裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。表面干缩形变受到内部混凝土的约束，往往也会导致裂缝。
2、混凝土材料本身的性质
其次，混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104。由于原材料不均匀，水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。
3、混凝土结构的不合理
在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位，如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。
二、大体积混凝土裂缝形成的主要防治措施
1、水泥的品种及用量选择
水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙（C3A），其他成分依次为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙（C4AF）。另外，水泥越细发热速率越快，但是不影响最终发热量。充分利用混凝土的后期强度，以减少水泥的用量。
2、控制温度
①减少混凝土中的水泥用量，改善骨料级配，优化混凝土配合比。在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰，可以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，改善混凝土的工作度，降低最终收缩值，利用粉煤灰作混凝土的掺合料，降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升，提高混凝土的后期强度及其抗裂能力；②降低混凝土的浇筑温度，拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却；③减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。
3、改善约束条件
在混凝土施工过程中，为了预防和治理混凝土裂缝的产生，可以对混凝土进行合理的分缝分块施工，适当缩短混凝土施工的分块长度。尤其是在工程地面结构的施工中，采用混凝土分缝分块施工可以有效避免路基基础结构的起伏过大。另外，合理的施工工序也是控制混凝土裂缝形成的一种重要手段。
4、预防贯穿性裂缝的发生
贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能会破坏结构的整体性和稳定性，其危害非常严重。贯穿裂缝出现后要恢复其结构的整体性十分困难，所以应注意防止贯穿裂缝的发生。
5、添加外加剂，改善混凝土的性能
提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，防止开裂，提高混凝土的耐久性。混凝土中存在大量的毛细孔道，水蒸发后会使毛细管中产生张力，导致混凝土干缩变形。若增大毛细孔径可降低表面张力，但会影响混凝土强度，这就是表面张力理论，早在六十年代就已在国际上被认可；水灰比也是影响混凝土收缩的重要因素之一，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%；此外，水泥用量也严重影响了混凝土收缩率，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充，用减水防裂剂改善水泥浆稠度，控制混凝土泌水，以减少沉缩变形。混凝土缓凝时间适当，可以控制因水泥长期不凝而带来的塑性收缩。
6、提高混凝土的施工质量
提高施工质量主要指提高混凝土的施工质量。从混凝土的浇筑、振捣以及施工开始，都需要做好其质量的控制。混凝土浇筑时，需要加强对其材料质量以及浇筑工艺的控制，同时注意浇筑过程中的振捣控制，浇筑完成之后的混凝土，要检查其结构的密实度，保证其内部组织的密实性，以期提高混凝土结构的拉伸直限度。
7、做好混凝土养护工作
混凝土养护的工作核心是防止混凝土结构表面失水，因此在混凝土的早期养护工作中，要注意随时补充混凝土结构表面的水分，以帮助混凝土结构中水泥材料的水化。目前，我国建筑工程中的混凝土路面、桥面或者普通地面结构的施工中，混凝土的塑性干缩裂缝一直是困扰建筑施工工人的主要问题之一。事实上，混凝土的养护工作便是解决混凝土形成塑性干缩裂缝的关键。在过去，鉴于混凝土材料具有较大的泌水性，所以其养护工作一般在二次收浆之后开始实施，而现在工程施工中所采用的高性能混凝土的泌水性较低，施工铺设于路面时，水分的蒸发量比较大，为了避免混凝土塑性干缩裂缝产生，往往在终凝之前需要进行二次抹面，修补和闭合已经形成的混凝土塑性干缩裂缝。
三、结束语
综上所述，在土木工程的施工建设中，普遍存在着混凝土裂缝现象。这一现象形成的原因有很多，比如空气中温度、湿度的变化，混凝土结构的不合理以及混凝土材料本身所具有的脆性等。从裂缝的成因上来看，发现土木工程中的混凝土裂缝其实是可以控制和预防的，只要用对了措施，施工中的混凝土裂缝问题便迎刃而解。
参考文献
[1]周富荣.养护对混凝土早期收缩和开裂的影响[D].浙江大学，2006.
[2]杨光.水泥混凝土路面早期断裂的原因及防治方法[J].山西建筑，2010，（05）.
[3]吴国雄.水泥混凝土路面开裂机理及破坏过程研究[D].西南交通大学，2