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摘要：大体积混凝土结构物施工，其技术要求高、难度大且具有复杂性，易引发工程安全质量隐患问题。在此基础上，本文从大体积混凝土裂缝类型、产生原因进行分析，且提出具体的防范措施。
关键词：混凝土；质量；裂缝
1 引言
随着我国经济的快速发展，对工程建设的质量要求也越来越高。建筑施工中时常涉及到大体积混凝土。这些大体积混凝土在施工过程中，常常会出现裂缝的问题。其原因是混凝土内外温差较大，混凝土本身体积较大，在受到内外约束时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。从根本上分析它的类型，导致的原因，并且严格要求施工人员采取相应的措施，以保证工程的质量。
2 大体积混凝土的定义和特点
2.1定义
大体积混凝土一般是指其体积大且必须采取措施处理水化热产生的温差，合理解决温差变形引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的现浇混凝土。人们对大体积混凝土的理解是，尺寸较大的混凝土。日本建筑学会标准（JASS5）规定：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土”。
2.2特点
结构较厚，工程条件复杂，混凝土量大（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过25℃），易使结构物产生温度变形等，这些是大面积混凝土的主要特点。
3 大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析
3.1大体积混凝土裂缝类型
3.1.1裂缝按深度划分
大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，可以分成：①贯穿裂缝；②深层裂缝；③表面裂缝。这三种是相互联系的。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，破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是最为严重的：而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。
3.1.2裂缝按结构划分
结构裂缝主要包括：①塑性收缩裂缝；②自身收缩裂缝；③干燥收缩等各种裂缝类型，其中这三种是最主要的。
（D塑性收缩裂缝。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干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽，两侧细且长短不一，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。
（2）自身收缩裂缝。水泥熟料在水化反应的过程中，反应后生成物的密度较小，并且引起体系的体积收缩，也有人称为化学减缩。从而导致自身收缩裂缝，但与外界湿度变化无关。
（3）干燥收缩裂缝。干燥收缩裂缝是在凝土养护完以后出现的现象。其形成原因主要是由于混凝土硬化后，时间久了，水分的蒸发引起混凝土表面干燥收缩，混凝土内部约束受到干缩作用力，产生较大的拉应力而导致混凝土表面被拉裂。
3.2大体积混凝土裂缝产生原因
3.2.1水泥水化热
水泥水化过程要释放出一定的热量，由于混凝土结构较厚，表面系数比较小，所以水泥水化的热量不易在混凝土内消散。这样不断的累积，久而久之，使内部和外部之间的温度差增大。单位时间内混凝土水泥水化释放的热量与水泥每单位体积的混凝土和水泥品种是相关联的，并伴随混凝土的龄期增长。实际上，内部的最高温度，多数发生在浇筑后的3～5d这个时间段。所以要特别注意这个时期的防护。
3.2.2干燥收缩
混凝土拌合水中，其中有4/5的自由水要蒸发，自由水的蒸发在一般情况下，是难以引起混凝土收缩。但是混凝土在过于干燥，其本身要进行吸附水脱水，这个时候的干缩却是不容忽视的。当结构面积大而且结构厚时，它的表面干燥收缩速度快，中心干燥却收缩慢，表面的干缩受到内部的约束，将在表面产生拉应力，这也是导致裂缝产生的重要原因之一。
3.2.3外部约束条件
不同结构在变形过程中，总是会受到一些外部约束，导致额外的外部约束力。如果此时施工人员不采取隔离层等措施，放松外部约束力的话，一旦大体积混凝土在基础坚实固强的垫层上，混凝土将冷却收缩，约束混凝土内部将产生较大的拉应力，而产生冷却收缩裂缝（外部约束裂纹）。这种裂缝往往在2-3个月出现，如果时间过于长久，将会发展成更深的裂缝，对建筑工程造成极大的破坏。
3.2.4外界气温
大体积混凝土施工阶段，浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会急剧增大内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。
温度应力是由于温差引起的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60-65℃，并且延续时间长。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。
4 大体积混凝土裂缝控制措施
大体积混凝土施工中，为保证工程质量，一般可采取如下的控制和预防措施：
4.1原材料
（1）优先采用水化热较低的水泥。如大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥等。
（2）在保证混凝土强度等级的前提下，使用适当的缓凝减水剂，减少水泥用量，延缓水泥水化放热速率，以减小水化热。
（3）掺加火山灰、粉煤灰等活性混合材料，替代部分水泥，能在保证混凝土强度前提下，有效地减小水化放热量。
（4）预冷却骨料，使混凝土拌合物保持较低的浇注温度。
4.2施工工艺
（1）控制浇筑层厚度和速度，以利散热。
（2）控制浇注温度。如部分拌合用水以碎冰形式加进混凝土拌合物中，使现场新拌混凝土的温度被限制在6℃左右。但是，为了混凝土的均匀性，在搅拌终了以前，应使混凝土拌合物中所有的冰全部融化。 （3）预埋冷却水管。用循环水降低混凝土温度，进行人工导热。循环水是通过薄壁钢管系统泵入的，并以井水为最好。
（4）表面绝热。表面绝热的目的，不是限制温度上升，而是调节温度下降的速率，使混凝土由于表面与内部之间的温度梯度引起的应力差得以减小。尤其在冷天，必须减慢表面的热量损失，因此，常用绝热材。
4.3混凝土的养护与温控
①混凝土钢木模板在任何季节施工，都需要铺设保温层。砖侧模浇筑混凝土前，应回填完成。⑦蓄水养护混凝土：在混凝土表面用塑料薄膜覆盖，等凝结后再补充水，蓄水的深度大于85mm。当温差超过20℃时，应注入热水，使温差降到大约10℃。③蓄热法养护，盛夏使用冷却预拌混凝土施工时，混凝土终凝立即覆盖塑料薄膜和保温层。在室温下，混凝土终凝后立即覆盖塑料薄膜，然后覆盖保温层。当测量混凝土内部温度或内部和外部之间的温差为20℃以上时，该温度低于成型温度的混凝土时，混凝土终凝后应立即覆盖塑料膜及保温层，在有可能降雨雪时，使得保温层处于干燥状态，保温层上表面遮盖不能透水。④混凝土养护期间，如果需进行其它作业时，可以打开保温层，必须立即完成并恢复保温层。⑤如果设计没有其他要求时，混凝土硬化期的实测温度应符合以下标准：a.混凝土内部温差小于20℃；b.混凝土表面温度与混凝土表面外55mm处的温度差应小于25℃。为了保护收缩混凝土，可以介于30-35℃之间；c.混凝土降温速度小于5℃/d；d，拿掉保温层时，混凝土表面与大气温差小于22℃。⑥混凝土的养护期限：除满足上条标准外，混凝土的养护时间自混凝土浇筑开始计算，使用普通硅酸盐水泥不少于14d，使用其它水泥不小于21d，夏天应适当延长。⑦养护期间，混凝土表面应保持热潮湿状态，对掺有膨胀剂的混凝土尤应富水养护。如果气温低于5℃时，禁止浇水养护。
最后，还要注意环保问题。由于混凝土裂缝产生的随机性和不确定性，所以应严格要求施工人员认真按照施工的程序、规则执行。
5 总结
近年来，全国各地工程规模日趋扩大，结构形式日益复杂，对于建筑工程的要求也越来越高。大体积混凝土裂缝产生的原因复杂，有一定的难度性，但如果按照规定的步骤操作，控制好施工过程的各个环节，使工程质量不断提升。通过积极的探索裂缝产生的原因，采取相应的预防措施，对控制大体积混凝土结构的裂缝具有很大的作用。
关键词：混凝土；质量；裂缝
1 引言
随着我国经济的快速发展，对工程建设的质量要求也越来越高。建筑施工中时常涉及到大体积混凝土。这些大体积混凝土在施工过程中，常常会出现裂缝的问题。其原因是混凝土内外温差较大，混凝土本身体积较大，在受到内外约束时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。从根本上分析它的类型，导致的原因，并且严格要求施工人员采取相应的措施，以保证工程的质量。
2 大体积混凝土的定义和特点
2.1定义
大体积混凝土一般是指其体积大且必须采取措施处理水化热产生的温差，合理解决温差变形引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的现浇混凝土。人们对大体积混凝土的理解是，尺寸较大的混凝土。日本建筑学会标准（JASS5）规定：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土”。
2.2特点
结构较厚，工程条件复杂，混凝土量大（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过25℃），易使结构物产生温度变形等，这些是大面积混凝土的主要特点。
3 大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析
3.1大体积混凝土裂缝类型
3.1.1裂缝按深度划分
大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，可以分成：①贯穿裂缝；②深层裂缝；③表面裂缝。这三种是相互联系的。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，破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是最为严重的：而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。
3.1.2裂缝按结构划分
结构裂缝主要包括：①塑性收缩裂缝；②自身收缩裂缝；③干燥收缩等各种裂缝类型，其中这三种是最主要的。
（D塑性收缩裂缝。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干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽，两侧细且长短不一，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。
（2）自身收缩裂缝。水泥熟料在水化反应的过程中，反应后生成物的密度较小，并且引起体系的体积收缩，也有人称为化学减缩。从而导致自身收缩裂缝，但与外界湿度变化无关。
（3）干燥收缩裂缝。干燥收缩裂缝是在凝土养护完以后出现的现象。其形成原因主要是由于混凝土硬化后，时间久了，水分的蒸发引起混凝土表面干燥收缩，混凝土内部约束受到干缩作用力，产生较大的拉应力而导致混凝土表面被拉裂。
3.2大体积混凝土裂缝产生原因
3.2.1水泥水化热
水泥水化过程要释放出一定的热量，由于混凝土结构较厚，表面系数比较小，所以水泥水化的热量不易在混凝土内消散。这样不断的累积，久而久之，使内部和外部之间的温度差增大。单位时间内混凝土水泥水化释放的热量与水泥每单位体积的混凝土和水泥品种是相关联的，并伴随混凝土的龄期增长。实际上，内部的最高温度，多数发生在浇筑后的3～5d这个时间段。所以要特别注意这个时期的防护。
3.2.2干燥收缩
混凝土拌合水中，其中有4/5的自由水要蒸发，自由水的蒸发在一般情况下，是难以引起混凝土收缩。但是混凝土在过于干燥，其本身要进行吸附水脱水，这个时候的干缩却是不容忽视的。当结构面积大而且结构厚时，它的表面干燥收缩速度快，中心干燥却收缩慢，表面的干缩受到内部的约束，将在表面产生拉应力，这也是导致裂缝产生的重要原因之一。
3.2.3外部约束条件
不同结构在变形过程中，总是会受到一些外部约束，导致额外的外部约束力。如果此时施工人员不采取隔离层等措施，放松外部约束力的话，一旦大体积混凝土在基础坚实固强的垫层上，混凝土将冷却收缩，约束混凝土内部将产生较大的拉应力，而产生冷却收缩裂缝（外部约束裂纹）。这种裂缝往往在2-3个月出现，如果时间过于长久，将会发展成更深的裂缝，对建筑工程造成极大的破坏。
3.2.4外界气温
大体积混凝土施工阶段，浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会急剧增大内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。
温度应力是由于温差引起的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60-65℃，并且延续时间长。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。
4 大体积混凝土裂缝控制措施
大体积混凝土施工中，为保证工程质量，一般可采取如下的控制和预防措施：
4.1原材料
（1）优先采用水化热较低的水泥。如大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥等。
（2）在保证混凝土强度等级的前提下，使用适当的缓凝减水剂，减少水泥用量，延缓水泥水化放热速率，以减小水化热。
（3）掺加火山灰、粉煤灰等活性混合材料，替代部分水泥，能在保证混凝土强度前提下，有效地减小水化放热量。
（4）预冷却骨料，使混凝土拌合物保持较低的浇注温度。
4.2施工工艺
（1）控制浇筑层厚度和速度，以利散热。
（2）控制浇注温度。如部分拌合用水以碎冰形式加进混凝土拌合物中，使现场新拌混凝土的温度被限制在6℃左右。但是，为了混凝土的均匀性，在搅拌终了以前，应使混凝土拌合物中所有的冰全部融化。 （3）预埋冷却水管。用循环水降低混凝土温度，进行人工导热。循环水是通过薄壁钢管系统泵入的，并以井水为最好。
（4）表面绝热。表面绝热的目的，不是限制温度上升，而是调节温度下降的速率，使混凝土由于表面与内部之间的温度梯度引起的应力差得以减小。尤其在冷天，必须减慢表面的热量损失，因此，常用绝热材。
4.3混凝土的养护与温控
①混凝土钢木模板在任何季节施工，都需要铺设保温层。砖侧模浇筑混凝土前，应回填完成。⑦蓄水养护混凝土：在混凝土表面用塑料薄膜覆盖，等凝结后再补充水，蓄水的深度大于85mm。当温差超过20℃时，应注入热水，使温差降到大约10℃。③蓄热法养护，盛夏使用冷却预拌混凝土施工时，混凝土终凝立即覆盖塑料薄膜和保温层。在室温下，混凝土终凝后立即覆盖塑料薄膜，然后覆盖保温层。当测量混凝土内部温度或内部和外部之间的温差为20℃以上时，该温度低于成型温度的混凝土时，混凝土终凝后应立即覆盖塑料膜及保温层，在有可能降雨雪时，使得保温层处于干燥状态，保温层上表面遮盖不能透水。④混凝土养护期间，如果需进行其它作业时，可以打开保温层，必须立即完成并恢复保温层。⑤如果设计没有其他要求时，混凝土硬化期的实测温度应符合以下标准：a.混凝土内部温差小于20℃；b.混凝土表面温度与混凝土表面外55mm处的温度差应小于25℃。为了保护收缩混凝土，可以介于30-35℃之间；c.混凝土降温速度小于5℃/d；d，拿掉保温层时，混凝土表面与大气温差小于22℃。⑥混凝土的养护期限：除满足上条标准外，混凝土的养护时间自混凝土浇筑开始计算，使用普通硅酸盐水泥不少于14d，使用其它水泥不小于21d，夏天应适当延长。⑦养护期间，混凝土表面应保持热潮湿状态，对掺有膨胀剂的混凝土尤应富水养护。如果气温低于5℃时，禁止浇水养护。
最后，还要注意环保问题。由于混凝土裂缝产生的随机性和不确定性，所以应严格要求施工人员认真按照施工的程序、规则执行。
5 总结
近年来，全国各地工程规模日趋扩大，结构形式日益复杂，对于建筑工程的要求也越来越高。大体积混凝土裂缝产生的原因复杂，有一定的难度性，但如果按照规定的步骤操作，控制好施工过程的各个环节，使工程质量不断提升。通过积极的探索裂缝产生的原因，采取相应的预防措施，对控制大体积混凝土结构的裂缝具有很大的作用。