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摘 要：随着公路建设的快速发展，混凝土材料因造价适宜、施工方便、承载力大等优点得到了广泛运用，其逐渐成为大型设施或构筑物主体的重要组成部分。而大体积混凝土因水化热及随之引起的变形开裂问题也必须得到重视，因为裂缝一旦形成，特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位，它会降低结构的耐久性，削弱其承载力，进而可能会危及到结构物的安全。本文从大体积混凝土裂缝的成因及施工控制措施两方面进行分析。
关键词：大体积混凝土；裂缝；施工控制
1 大体积混凝土裂缝成因分析
混凝土裂缝产生的原因可分为两类：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的。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，本文主要就材料型裂缝进行阐述。
1.1 温度应力引起裂缝
产生温度裂缝的主要原因是由温差造成的。温差可分为以下三种：其一，混凝土浇注初期，产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发，常使混凝土内部温度上升，而混凝土表面温度为室外环境温度，这就形成了内外温差，这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力超过混凝土抗压强度时，就会产生裂缝；其二，在拆模前后，表面温度降低很快，造成了温度陡降，也会导致裂缝的产生；其三，当混凝土内部达到最高温度后，热量逐渐散发至使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值就是内部温差。上述三种温差都会产生温度裂缝，其中最主要的是因水化热引起的内外温差。
1.2 收缩引起裂缝
收缩有很多种，包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。下面主要介绍干燥收缩和塑性收缩。
在水泥活性大、混凝土温度较高，或在水灰比较低的条件下，混凝土的开裂会加剧。因为这时混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝，出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加大，于是裂缝进一步扩展。
2 防止裂缝的施工控制措施
上述分析说明，材料型裂缝主要是由温差和收缩引起，所以为了防止裂缝的产生，就要最大限度的降低温差和减小收缩，下面主要从原材料的选择和施工工序的控制两方面进行分析。
2.1 优选原材料
2.1.1 水泥选择
温差主要是由水化热产生的，为了减小温差就要尽量降低水化热，因此要尽量选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，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数，在施工中一般应采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。
2.1.2 适量掺加粉煤灰
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；同时，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。因此用粉煤灰代替部分水泥，能减少水泥用量，降低水化热并提高和易性。
由于粉煤灰的比重比水泥小，混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的掺合料较多，强度较低，表面容易产生塑性收缩裂缝。因此，粉煤灰的掺量也不宜过多，在工程中应根据具体情况确定粉煤灰的掺量。
2.1.3 骨料选择
尽量扩大粗骨料的粒径，粗骨料粒径越大，级配越好，孔隙率越小，总表面积越小，每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小，水化热就随之降低，对防止裂缝的产生有利。
细骨料宜采用级配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因为其孔隙率小，总表面积小，这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少，水化热就低，裂缝就减少。
2.1.4 加入外加剂
加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会，外加剂对混凝土收缩开裂性能有以下影响：
减水剂的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量，此对防止开裂是十分有利的。
缓凝剂的作用是延缓混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，混凝土强度也增大了，从而减小裂缝出现的机率。
2.2 采用合理的施工方法和有效的质量控制措施
2.2.1 混凝土的拌制
在混凝土拌制过程中，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度。要尽量降低混凝土拌合物出机口温度，拌合物可采取以下两种降温措施：一是送冷风对拌和物进行冷却，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的温度控制在6℃左右。
2.2.2 混凝土浇注、拆模
（1）混凝土浇注过程质量控制
浇注过程中的振捣时间应均匀一致，以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝。另外，浇注混凝土要求分层浇注，分层流水振捣，避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。
（2）浇注时间控制
尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注，若由于工程需要在夏季施工，则尽量避开正午高温时段，浇注尽量安排在夜间进行。
（3）混凝土拆模时间控制
混凝土在实际温度养护的条件下，达到设计强度的75%以上，混凝土中心至表面最低温度控制在25℃以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上方可拆模。
2.2.3 养护
混凝土澆注完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面湿润，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。一般在浇注完毕后12～18h内立即开始养护，连续养护时间不少于28d或设计龄期。
结束语
本文对大体积混凝土结构的裂缝产生原因进行了深入分析，然后从混凝土配料的选取、施工工序等环节出发，详述了控制技术的要点，对防止大体积混凝土开裂具有一定的参考价值。
参考文献
[1]龚召熊.水工混凝土的温控与防裂[M].北京：中国水利水电出版社，1999.
[2]戴镇潮.大体积混凝土的防裂[J].混凝土，2001.
[3]覃维祖.混凝土的收缩、开裂及其评价与防治[J].混凝土，2001.
[4]迟陪云.大体积混凝土开裂的起因及防裂措施[J].混凝土，2001.
[5]尤启俊.外加剂对混凝土收缩抗裂性能的影响[J].混凝土，2004.
关键词：大体积混凝土；裂缝；施工控制
1 大体积混凝土裂缝成因分析
混凝土裂缝产生的原因可分为两类：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的。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，本文主要就材料型裂缝进行阐述。
1.1 温度应力引起裂缝
产生温度裂缝的主要原因是由温差造成的。温差可分为以下三种：其一，混凝土浇注初期，产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发，常使混凝土内部温度上升，而混凝土表面温度为室外环境温度，这就形成了内外温差，这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力超过混凝土抗压强度时，就会产生裂缝；其二，在拆模前后，表面温度降低很快，造成了温度陡降，也会导致裂缝的产生；其三，当混凝土内部达到最高温度后，热量逐渐散发至使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值就是内部温差。上述三种温差都会产生温度裂缝，其中最主要的是因水化热引起的内外温差。
1.2 收缩引起裂缝
收缩有很多种，包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等等。下面主要介绍干燥收缩和塑性收缩。
在水泥活性大、混凝土温度较高，或在水灰比较低的条件下，混凝土的开裂会加剧。因为这时混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝，出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加大，于是裂缝进一步扩展。
2 防止裂缝的施工控制措施
上述分析说明，材料型裂缝主要是由温差和收缩引起，所以为了防止裂缝的产生，就要最大限度的降低温差和减小收缩，下面主要从原材料的选择和施工工序的控制两方面进行分析。
2.1 优选原材料
2.1.1 水泥选择
温差主要是由水化热产生的，为了减小温差就要尽量降低水化热，因此要尽量选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，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数，在施工中一般应采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。
2.1.2 适量掺加粉煤灰
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；同时，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。因此用粉煤灰代替部分水泥，能减少水泥用量，降低水化热并提高和易性。
由于粉煤灰的比重比水泥小，混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的掺合料较多，强度较低，表面容易产生塑性收缩裂缝。因此，粉煤灰的掺量也不宜过多，在工程中应根据具体情况确定粉煤灰的掺量。
2.1.3 骨料选择
尽量扩大粗骨料的粒径，粗骨料粒径越大，级配越好，孔隙率越小，总表面积越小，每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小，水化热就随之降低，对防止裂缝的产生有利。
细骨料宜采用级配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因为其孔隙率小，总表面积小，这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少，水化热就低，裂缝就减少。
2.1.4 加入外加剂
加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会，外加剂对混凝土收缩开裂性能有以下影响：
减水剂的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量，此对防止开裂是十分有利的。
缓凝剂的作用是延缓混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，混凝土强度也增大了，从而减小裂缝出现的机率。
2.2 采用合理的施工方法和有效的质量控制措施
2.2.1 混凝土的拌制
在混凝土拌制过程中，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度。要尽量降低混凝土拌合物出机口温度，拌合物可采取以下两种降温措施：一是送冷风对拌和物进行冷却，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的温度控制在6℃左右。
2.2.2 混凝土浇注、拆模
（1）混凝土浇注过程质量控制
浇注过程中的振捣时间应均匀一致，以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝。另外，浇注混凝土要求分层浇注，分层流水振捣，避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。
（2）浇注时间控制
尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注，若由于工程需要在夏季施工，则尽量避开正午高温时段，浇注尽量安排在夜间进行。
（3）混凝土拆模时间控制
混凝土在实际温度养护的条件下，达到设计强度的75%以上，混凝土中心至表面最低温度控制在25℃以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上方可拆模。
2.2.3 养护
混凝土澆注完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面湿润，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。一般在浇注完毕后12～18h内立即开始养护，连续养护时间不少于28d或设计龄期。
结束语
本文对大体积混凝土结构的裂缝产生原因进行了深入分析，然后从混凝土配料的选取、施工工序等环节出发，详述了控制技术的要点，对防止大体积混凝土开裂具有一定的参考价值。
参考文献
[1]龚召熊.水工混凝土的温控与防裂[M].北京：中国水利水电出版社，1999.
[2]戴镇潮.大体积混凝土的防裂[J].混凝土，2001.
[3]覃维祖.混凝土的收缩、开裂及其评价与防治[J].混凝土，2001.
[4]迟陪云.大体积混凝土开裂的起因及防裂措施[J].混凝土，2001.
[5]尤启俊.外加剂对混凝土收缩抗裂性能的影响[J].混凝土，2004.