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摘要：本文通过对大体积混凝土裂缝原因的分析，提出了预防、控制混凝土裂缝的具体方法。严格按照施工技术规范进行设计、施工，能有效减少裂缝的发生。
关键词：大体积混凝土；裂缝成因；控制技术
中图分类号： TV331 文献标识码： A
引言
裂缝控制是大体积砼施工的难题。为保证大体积砼的施工质量，对其进行裂缝产生的原因進行研究，提出有针对性的防治措施，提高大体积砼结构的耐久性，就显得尤为重要。
1、大体积混凝土的定义
我国的大体积混凝土施工规范（GB50496-2009）中明确定义：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。
2、大体积混凝裂缝形成的原因
砼结构裂缝的成因复杂繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因，下面将从材料、环境、施工几个方面对大体积砼裂缝的成因分别讨论。
2.1、材料因素
砼是主要由水泥、水、砂石等材料组成的拌合物，其中水泥和水起胶凝作用；骨料起骨架填充作用，水泥和水发生反应后形成坚硬的水泥石，将骨料颗粒牢固地粘结成整体，使砼具有一定的强度。若组成砼所用的材料质量不合格，则会影响砼的强度，导致砼结构出现裂缝。
2.2、施工工艺因素
（1）违章施工、不当施工造成砼裂缝：砼搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，导致砼的和易性和流动性较差，泵送混凝土施工时，为保证流动性，现场工人人为加水，造成砼强度的降低，加水部分的砼水灰比和强度与原配合比的砼不同造成不同配比混凝土的凝缩裂缝和干缩裂缝。
（2）振捣方式不当引起裂缝:不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使砼面层开裂，或造成混凝土砂浆大量向低处流淌致使砼产生不均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。商品砼坍落度比较大，凝结时间比较长，一般砼初凝时间都在10h以上甚至更长，浇捣好的砼表面被风吹日晒，水分蒸发很快，表面看上去砼似乎已凝结，实际内部还远未达到初凝。
（3）养护不当引起砼开裂:现场养护不当是造成砼收缩开裂最主要的原因。砼浇筑后，若表面不及时覆盖进行潮湿养护，表面水分迅速蒸发，很容易产生干缩裂缝。必须在第一次抹平后就立即用塑料薄膜覆盖，不让水分蒸发，依靠砼自身的水分进行保湿养护。需进行第二次抹光时，揭开薄膜，抹完了再及时盖上。
2.3、环境因素
（1）温度裂缝:在砼浇筑时，水泥会发生水化热物理反应，此时砼内部的温度在短时间内会快速升高，表面和内部散热能力相差太大的砼结构，内外部温度相差太大，由于热胀冷缩的物理特性，砼结构就可能出现变形开裂。砼结构会约束砼变形，如果变形产生的应力超过砼本身的抗拉强度能力，就会出现温度裂缝。温度裂缝位于大体积砼结构的不同部位，有表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝几种，这些裂缝对大体积砼结构的危害性具有一定的差异性。
（2）收缩缝:收缩有很多种，包括塑性收缩、干燥收缩、自身收缩等等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。
①塑性收缩。砼凝结硬化过程中，由于高温或者风速较大，裸露的表面系数较大的砼表面失水过快，造成砼面层体积收缩过大，而砼尚未形成足够的强度，引起塑性收缩裂缝;②干燥收缩。砼硬化后,在干燥的环境下,砼内部的水分不断向外散发,引起砼由内向外的干缩变形裂缝。
（3）钢筋锈蚀原因:大体积砼施工时，如果钢筋保护层厚度不足，会造成钢筋的锈蚀现象，这时，锈蚀的产物氢氧化铁体积比原来增长了约2～4倍，从而对周围砼产生膨胀应力，导致保护层砼开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到砼表面。
3、大体积混凝土裂缝控制的综合措施
在大体积混凝土裂缝控制中，除进行计算做到事先控制外，在施工过程中采取有效的施工措施也极为重要。
3.1、设计构造方面的措施
主要包括设置缓冲层、滑动层，增设暗梁，合理配筋，合理设置施工缝，合理制定温控指标，减少约束应力，避免应力集中等措施。本文主要介绍设置缓冲层、增设暗梁及避免应力集中。
（1）设置缓冲层。在混凝土施工中，可采用一定厚度的聚苯乙烯泡沫或沥青木丝板在键槽等位置作垂直隔离(见图1)，以减缓混凝土收缩时的侧向压力。
（2）增设暗梁。在混凝土施工时，可在施工缝等薄弱部位增配钢筋(见图2)，能够有效防止因约束应力产生的裂缝及边墙上部因边缘效应产生的裂缝。
图1设置缓冲层图2增设暗梁
3.2、原材料方面的技术措施
主要是通过减少用水量和水泥用量来减少水化热，主要措施包括：
（1）合理选择水泥。为减少水化热产生的热量，尽量采用中、低热水泥为宜。
（2）合理选用骨料。在施工中，为减少水泥用量，降低水化热，应尽量选用粒径较大、级配良好的石子。在无筋或少筋的混凝土结构中，可掺加不超过混凝土体积25%的大块石。细骨料选择以中、粗砂为宜，且严格控制其中的含泥量。
（3）避免应力集中。在混凝土结构中，可在孔洞或截面突变处增配钢筋或设置过渡段的措施(见图3)，能够有效缓解由于温度和收缩产生的应力集中导致的开裂问题。
图3避免应力集中
3.3、施工方面采取的措施
主要是通过降低混凝土的总温升来减少内外温差，采取的措施主要包括：
（1）控制混合料出机温度和浇筑温度
这是进行裂缝控制的一个重要措施。在施工中，石子及水的温度对混合料出机温度影响最大，可采用加冰拌和来降低混合料出机温度。在施工现场，可采用对砂石料遮阳覆盖等措施。采用的管道输送时，可采用对草袋包裹的管道洒水降温等措施。
（2）在混凝土内部预埋冷却水管，通以循环水控制混凝土内部最高温升。
（3）改善混凝土施工工艺和进行施工质量控制。在施工中，推广施工新技术，提高混凝土抗压强度等措施。施工中的二次振捣工艺利于增加混凝土结构的密实度，最高可提高混凝土抗压强度约20%;二次投料砂浆裹石或净浆裹石工艺对防止水分集中，控制水膜在石子表面的形成十分有利，提高抗压强度约10%。
（4）浇筑方案的选择
一般情况下，为减少热量聚集，采用分层连续浇筑方法(见图4)。但对于工程量大，浇筑面积大，分层浇筑难以实现时，可选择采用分段分层浇筑方法(见图5)。
图4分层连续浇筑
图5分段分层浇筑
（5）混凝土泌水处理
混凝土泌水大时会导致表面开裂，可通过在侧模留设孔洞等措施将水分排出。
（6）混凝土的表面处理
对于混凝土表面出现的裂纹，先用长刮尺刮平，再涂刷水泥浆或聚合物进行封补，使用铁滚筒碾压数遍，以防止水分侵入。
（7）加强混凝土的养护
混凝土后期养护是进行裂缝控制的重要环节。在施工过程中，覆盖养护是最常用的保温保湿养护方法，一般采用薄膜覆盖，或者草袋、麦杆、烂草席、麻袋片、编织布等浇水养护等，一般不少于15d。
（8）温度监测
在大体积混凝土施工以及养护时，对混凝土结构的内部温度、表面温度进行监测，根据监测结果及时调整养护策略，确保温控指标。一般是在混凝土内部测温点上埋设测温片或采用埋设钢管的简易测温方法。
结束语
近年来，我国经济高速发展，基础设施建设大规模开展，很多大型水坝、特大型桥梁工程等日益增多，大体积混凝土应用越来越广。在应用大体积混凝土的工程中，经常会出现很多裂缝，这对建筑物结构的整体性、安全性及耐久性会产生很大的影响。因此，减少大体积混凝土裂缝是大型工程建设中至关重要的一环。
参考文献
[1]方仙梅.大体积混凝土裂缝的分析及防治[J].中国西部科技,2011,10:20-21.
[2]斯全波.大体积混凝土裂缝成因及防治措施[J].交通标准化,2011,09:109-113.
[3]梁平.大体积混凝土裂缝成因及处理措施[J].技术与市场,2011,07:258-259.
[4]方兴绿.大体积混凝土裂缝成因与防治[J].山西建筑,2007,19:128-129.
关键词：大体积混凝土；裂缝成因；控制技术
中图分类号： TV331 文献标识码： A
引言
裂缝控制是大体积砼施工的难题。为保证大体积砼的施工质量，对其进行裂缝产生的原因進行研究，提出有针对性的防治措施，提高大体积砼结构的耐久性，就显得尤为重要。
1、大体积混凝土的定义
我国的大体积混凝土施工规范（GB50496-2009）中明确定义：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。
2、大体积混凝裂缝形成的原因
砼结构裂缝的成因复杂繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因，下面将从材料、环境、施工几个方面对大体积砼裂缝的成因分别讨论。
2.1、材料因素
砼是主要由水泥、水、砂石等材料组成的拌合物，其中水泥和水起胶凝作用；骨料起骨架填充作用，水泥和水发生反应后形成坚硬的水泥石，将骨料颗粒牢固地粘结成整体，使砼具有一定的强度。若组成砼所用的材料质量不合格，则会影响砼的强度，导致砼结构出现裂缝。
2.2、施工工艺因素
（1）违章施工、不当施工造成砼裂缝：砼搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，导致砼的和易性和流动性较差，泵送混凝土施工时，为保证流动性，现场工人人为加水，造成砼强度的降低，加水部分的砼水灰比和强度与原配合比的砼不同造成不同配比混凝土的凝缩裂缝和干缩裂缝。
（2）振捣方式不当引起裂缝:不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使砼面层开裂，或造成混凝土砂浆大量向低处流淌致使砼产生不均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。商品砼坍落度比较大，凝结时间比较长，一般砼初凝时间都在10h以上甚至更长，浇捣好的砼表面被风吹日晒，水分蒸发很快，表面看上去砼似乎已凝结，实际内部还远未达到初凝。
（3）养护不当引起砼开裂:现场养护不当是造成砼收缩开裂最主要的原因。砼浇筑后，若表面不及时覆盖进行潮湿养护，表面水分迅速蒸发，很容易产生干缩裂缝。必须在第一次抹平后就立即用塑料薄膜覆盖，不让水分蒸发，依靠砼自身的水分进行保湿养护。需进行第二次抹光时，揭开薄膜，抹完了再及时盖上。
2.3、环境因素
（1）温度裂缝:在砼浇筑时，水泥会发生水化热物理反应，此时砼内部的温度在短时间内会快速升高，表面和内部散热能力相差太大的砼结构，内外部温度相差太大，由于热胀冷缩的物理特性，砼结构就可能出现变形开裂。砼结构会约束砼变形，如果变形产生的应力超过砼本身的抗拉强度能力，就会出现温度裂缝。温度裂缝位于大体积砼结构的不同部位，有表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝几种，这些裂缝对大体积砼结构的危害性具有一定的差异性。
（2）收缩缝:收缩有很多种，包括塑性收缩、干燥收缩、自身收缩等等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。
①塑性收缩。砼凝结硬化过程中，由于高温或者风速较大，裸露的表面系数较大的砼表面失水过快，造成砼面层体积收缩过大，而砼尚未形成足够的强度，引起塑性收缩裂缝;②干燥收缩。砼硬化后,在干燥的环境下,砼内部的水分不断向外散发,引起砼由内向外的干缩变形裂缝。
（3）钢筋锈蚀原因:大体积砼施工时，如果钢筋保护层厚度不足，会造成钢筋的锈蚀现象，这时，锈蚀的产物氢氧化铁体积比原来增长了约2～4倍，从而对周围砼产生膨胀应力，导致保护层砼开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到砼表面。
3、大体积混凝土裂缝控制的综合措施
在大体积混凝土裂缝控制中，除进行计算做到事先控制外，在施工过程中采取有效的施工措施也极为重要。
3.1、设计构造方面的措施
主要包括设置缓冲层、滑动层，增设暗梁，合理配筋，合理设置施工缝，合理制定温控指标，减少约束应力，避免应力集中等措施。本文主要介绍设置缓冲层、增设暗梁及避免应力集中。
（1）设置缓冲层。在混凝土施工中，可采用一定厚度的聚苯乙烯泡沫或沥青木丝板在键槽等位置作垂直隔离(见图1)，以减缓混凝土收缩时的侧向压力。
（2）增设暗梁。在混凝土施工时，可在施工缝等薄弱部位增配钢筋(见图2)，能够有效防止因约束应力产生的裂缝及边墙上部因边缘效应产生的裂缝。
图1设置缓冲层图2增设暗梁
3.2、原材料方面的技术措施
主要是通过减少用水量和水泥用量来减少水化热，主要措施包括：
（1）合理选择水泥。为减少水化热产生的热量，尽量采用中、低热水泥为宜。
（2）合理选用骨料。在施工中，为减少水泥用量，降低水化热，应尽量选用粒径较大、级配良好的石子。在无筋或少筋的混凝土结构中，可掺加不超过混凝土体积25%的大块石。细骨料选择以中、粗砂为宜，且严格控制其中的含泥量。
（3）避免应力集中。在混凝土结构中，可在孔洞或截面突变处增配钢筋或设置过渡段的措施(见图3)，能够有效缓解由于温度和收缩产生的应力集中导致的开裂问题。
图3避免应力集中
3.3、施工方面采取的措施
主要是通过降低混凝土的总温升来减少内外温差，采取的措施主要包括：
（1）控制混合料出机温度和浇筑温度
这是进行裂缝控制的一个重要措施。在施工中，石子及水的温度对混合料出机温度影响最大，可采用加冰拌和来降低混合料出机温度。在施工现场，可采用对砂石料遮阳覆盖等措施。采用的管道输送时，可采用对草袋包裹的管道洒水降温等措施。
（2）在混凝土内部预埋冷却水管，通以循环水控制混凝土内部最高温升。
（3）改善混凝土施工工艺和进行施工质量控制。在施工中，推广施工新技术，提高混凝土抗压强度等措施。施工中的二次振捣工艺利于增加混凝土结构的密实度，最高可提高混凝土抗压强度约20%;二次投料砂浆裹石或净浆裹石工艺对防止水分集中，控制水膜在石子表面的形成十分有利，提高抗压强度约10%。
（4）浇筑方案的选择
一般情况下，为减少热量聚集，采用分层连续浇筑方法(见图4)。但对于工程量大，浇筑面积大，分层浇筑难以实现时，可选择采用分段分层浇筑方法(见图5)。
图4分层连续浇筑
图5分段分层浇筑
（5）混凝土泌水处理
混凝土泌水大时会导致表面开裂，可通过在侧模留设孔洞等措施将水分排出。
（6）混凝土的表面处理
对于混凝土表面出现的裂纹，先用长刮尺刮平，再涂刷水泥浆或聚合物进行封补，使用铁滚筒碾压数遍，以防止水分侵入。
（7）加强混凝土的养护
混凝土后期养护是进行裂缝控制的重要环节。在施工过程中，覆盖养护是最常用的保温保湿养护方法，一般采用薄膜覆盖，或者草袋、麦杆、烂草席、麻袋片、编织布等浇水养护等，一般不少于15d。
（8）温度监测
在大体积混凝土施工以及养护时，对混凝土结构的内部温度、表面温度进行监测，根据监测结果及时调整养护策略，确保温控指标。一般是在混凝土内部测温点上埋设测温片或采用埋设钢管的简易测温方法。
结束语
近年来，我国经济高速发展，基础设施建设大规模开展，很多大型水坝、特大型桥梁工程等日益增多，大体积混凝土应用越来越广。在应用大体积混凝土的工程中，经常会出现很多裂缝，这对建筑物结构的整体性、安全性及耐久性会产生很大的影响。因此，减少大体积混凝土裂缝是大型工程建设中至关重要的一环。
参考文献
[1]方仙梅.大体积混凝土裂缝的分析及防治[J].中国西部科技,2011,10:20-21.
[2]斯全波.大体积混凝土裂缝成因及防治措施[J].交通标准化,2011,09:109-113.
[3]梁平.大体积混凝土裂缝成因及处理措施[J].技术与市场,2011,07:258-259.
[4]方兴绿.大体积混凝土裂缝成因与防治[J].山西建筑,2007,19:128-129.