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摘 要：文章论述了大体积混凝土裂缝原因及常用的裂缝处理方法。以及大体积砼施工裂缝产生的原因，并针对成因提出了控制措施。
关键词：大体积砼；施工裂缝；成因；控制；研究
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）08-01-01
对于大体积砼，不同国家定义不同，美国定义：任何就地浇筑砼，若尺寸大，必须采取措施解决采种膨胀和水化热，以便减小开裂为大体积砼，日本定义结构断面最小尺寸在80cm以上，水化热引起的砼最高温度与外界气温差大于25度为大体积砼。我国定义砼结构物实体最小尺寸大于或等于1m，或预计会因水泥水化热引起内外温差过大而导致裂缝的砼。
一、大体积混凝土裂缝产生的原因
大体积混凝土裂缝产生的原因可分为三大类。一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他结构次应力造成的受力裂缝。二是材料型裂缝，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。
（一）抗拉强度。大体积混凝土结构通常具有以下特点：混凝土是脆性材料，大体积混凝土的断面尺寸较大，由于水泥的水化热会使混凝土内部温度急剧上升，以及在以后的降温过程中，在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力，大体积混凝土结构中通常只在表面配置少量钢筋，或者不配钢筋，因此拉应力要由混凝土本身来承担。
（二）温度变化引起的裂缝。温度变化引起的裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。
（三）塑性裂缝。塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现，塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在千熱或大风天气出现，裂缝多呈中间宽，两端细且长短不一，互不连贯状态，较短的裂缝一般长20-30CM，较长的裂缝可达2-3m，宽1-5mm，混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。
（四）荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在常规静，动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝。归纳起来主要有直接应力裂缝，直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝，设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算，计算模型不合理，结构受力假设与实际受力不符，荷载少算或漏算，内力与配筋计算错误，结构安全系数不够，结构设计时不考虑施工的可能性，设计断面不足，钢筋设置偏少或布置错误，结构刚度不足，构造处理不当，设计图纸交代不清等。
二、裂缝处理的常用方法
1、表面修补法。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆，环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆，沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
2、灌浆，嵌缝封堵法。灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结构材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而引起封堵加固的目的，常用的胶结材料有水泥浆，环氧树脂，甲基丙烯酸酯，聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥，塑料油膏，丁基橡胶等等，常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
3、结构加固法。当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢，采用预应力法加固，粘贴钢板加固，增设支点加固以及喷射混凝土强加固。
4、 混凝土置换法。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置入新的混凝土或其他材料，常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆，聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
5、电化学防护法。电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用。改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法，氯盐提取法，碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法，这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋，混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。
6、仿生自愈合法。仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
三、混凝土裂缝的控制措施
（一）材料选择和混凝土配合比设计方面。1、根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级水泥品种，等级，尽量避免采用早强高的水泥。2、选用级配优良的砂，石原材料，含泥量应符合规范要求。3、积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五，六大组分，可以明显地起到降低水泥用量，降低水化热，改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。4、正常掌握混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充分发挥考虑到不同品种，不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定定膨胀剂的最佳掺量。
（二）配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺，操作水平，构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂，石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。
（三）设计方面。1、设备中的“抗”与“放”。在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态，有足够变形余地时所采取的措施。2、设计人员应灵活运用“抗——放”结合，或以“抗”为主，或以“放”为主的设计原则。来选择结构方案和使用的材料。3、积极采用补偿收缩混凝土技术。4、重视对构造钢筋的认识。5、对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。
（四）严格控制砼的组成材料。（1）水泥品种的选择。应根据大体积砼的特点，既要注意水泥的水化热，又要注意水泥的收缩作用，选用低水化热，低收缩的水泥，如抗硫酸盐水泥，粉煤灰水泥，矿渣水泥，而不要采用早强型水泥。（2）掺入粉煤灰。选择减水剂，保证泵送流动度。在尽量少用水泥的基础上，掺入一定量的粉煤灰，以保证胶凝材料的总量。（3）粗细骨料的选择。配制大体积砼，应选用细度模数在2.7-3.1之间的含泥量最低的中粗砂，碎石应采用连续级配，良好粒级的弹性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率应尽可能小一些，以利于降低收缩。（4）砼的配合比设计。应根据施工单位的经验数据，优化合理地选择砼的强度和强度标准差。
结束语
通过对裂缝产和的原因，机理的分析，采取一定的针对性的措施，大体积混凝土的裂缝是可以减少到合理范围的，但由于裂缝产生的原因很复杂，要做到完全避免裂缝的产生还有一定的难度，还需要大量的研究和实践。控制和预防大体积混凝土裂缝，大体积混凝土的材料型裂缝主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。
参考文献
【1】邹凌霄，刘中云，防止混凝土裂缝的主要措施。江西测绘，2005，18-19.
【2】张强，混凝土结构施工裂缝成因分析及处理措施。科技情报开发与经济，2006，16（4）258-259.
关键词：大体积砼；施工裂缝；成因；控制；研究
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）08-01-01
对于大体积砼，不同国家定义不同，美国定义：任何就地浇筑砼，若尺寸大，必须采取措施解决采种膨胀和水化热，以便减小开裂为大体积砼，日本定义结构断面最小尺寸在80cm以上，水化热引起的砼最高温度与外界气温差大于25度为大体积砼。我国定义砼结构物实体最小尺寸大于或等于1m，或预计会因水泥水化热引起内外温差过大而导致裂缝的砼。
一、大体积混凝土裂缝产生的原因
大体积混凝土裂缝产生的原因可分为三大类。一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他结构次应力造成的受力裂缝。二是材料型裂缝，是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。
（一）抗拉强度。大体积混凝土结构通常具有以下特点：混凝土是脆性材料，大体积混凝土的断面尺寸较大，由于水泥的水化热会使混凝土内部温度急剧上升，以及在以后的降温过程中，在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力，大体积混凝土结构中通常只在表面配置少量钢筋，或者不配钢筋，因此拉应力要由混凝土本身来承担。
（二）温度变化引起的裂缝。温度变化引起的裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。
（三）塑性裂缝。塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现，塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在千熱或大风天气出现，裂缝多呈中间宽，两端细且长短不一，互不连贯状态，较短的裂缝一般长20-30CM，较长的裂缝可达2-3m，宽1-5mm，混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。
（四）荷载引起的裂缝。混凝土桥梁在常规静，动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝。归纳起来主要有直接应力裂缝，直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝，设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算，计算模型不合理，结构受力假设与实际受力不符，荷载少算或漏算，内力与配筋计算错误，结构安全系数不够，结构设计时不考虑施工的可能性，设计断面不足，钢筋设置偏少或布置错误，结构刚度不足，构造处理不当，设计图纸交代不清等。
二、裂缝处理的常用方法
1、表面修补法。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆，环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆，沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
2、灌浆，嵌缝封堵法。灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结构材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而引起封堵加固的目的，常用的胶结材料有水泥浆，环氧树脂，甲基丙烯酸酯，聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥，塑料油膏，丁基橡胶等等，常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
3、结构加固法。当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢，采用预应力法加固，粘贴钢板加固，增设支点加固以及喷射混凝土强加固。
4、 混凝土置换法。混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置入新的混凝土或其他材料，常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆，聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
5、电化学防护法。电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用。改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法，氯盐提取法，碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法，这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋，混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。
6、仿生自愈合法。仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
三、混凝土裂缝的控制措施
（一）材料选择和混凝土配合比设计方面。1、根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级水泥品种，等级，尽量避免采用早强高的水泥。2、选用级配优良的砂，石原材料，含泥量应符合规范要求。3、积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五，六大组分，可以明显地起到降低水泥用量，降低水化热，改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。4、正常掌握混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充分发挥考虑到不同品种，不同掺量所起到的不同膨胀效果。应通过大量的试验确定定膨胀剂的最佳掺量。
（二）配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺，操作水平，构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂，石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。
（三）设计方面。1、设备中的“抗”与“放”。在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态，有足够变形余地时所采取的措施。2、设计人员应灵活运用“抗——放”结合，或以“抗”为主，或以“放”为主的设计原则。来选择结构方案和使用的材料。3、积极采用补偿收缩混凝土技术。4、重视对构造钢筋的认识。5、对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。
（四）严格控制砼的组成材料。（1）水泥品种的选择。应根据大体积砼的特点，既要注意水泥的水化热，又要注意水泥的收缩作用，选用低水化热，低收缩的水泥，如抗硫酸盐水泥，粉煤灰水泥，矿渣水泥，而不要采用早强型水泥。（2）掺入粉煤灰。选择减水剂，保证泵送流动度。在尽量少用水泥的基础上，掺入一定量的粉煤灰，以保证胶凝材料的总量。（3）粗细骨料的选择。配制大体积砼，应选用细度模数在2.7-3.1之间的含泥量最低的中粗砂，碎石应采用连续级配，良好粒级的弹性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率应尽可能小一些，以利于降低收缩。（4）砼的配合比设计。应根据施工单位的经验数据，优化合理地选择砼的强度和强度标准差。
结束语
通过对裂缝产和的原因，机理的分析，采取一定的针对性的措施，大体积混凝土的裂缝是可以减少到合理范围的，但由于裂缝产生的原因很复杂，要做到完全避免裂缝的产生还有一定的难度，还需要大量的研究和实践。控制和预防大体积混凝土裂缝，大体积混凝土的材料型裂缝主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。
参考文献
【1】邹凌霄，刘中云，防止混凝土裂缝的主要措施。江西测绘，2005，18-19.
【2】张强，混凝土结构施工裂缝成因分析及处理措施。科技情报开发与经济，2006，16（4）258-259.