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摘 要：混凝土在工程项目中的广泛应用促进了建筑界的发展，但在建筑施工过程中普遍出现混凝土产生裂缝的现象。裂缝的出现不仅影响了项目的美观，还有可能损坏结构的功效，造成质量安全问题。就目前的状况来看，深入分析大体积混凝土裂缝的成因，是进行防治技术研究的重要前提，掌握修补措施也是必不可少的。
关键词：大体积混凝土裂缝；成因分析；防治技术；修补措施
前言
在像高层建筑这样的大型工程中较常用大体积混凝土结构，但是在施工阶段，大体积混凝土结构却经常出现裂缝现象。裂缝过大会影响到结构的功能发挥，导致混凝土失去了原本的功能，也极有可能引起项目质量问题。
1、分析裂缝的成因
1.1混凝土的收缩性较差
（1）干燥收缩。搅拌混凝土利用的水是实际加入的水的20%，而其他的水分是为了保障混凝土有足够的和易性，但在浇筑后水分会在空气中逐渐蒸发。水分蒸发的顺序是由外到内，导致内外的变形程度不同，而水分蒸发后混凝土产生的、具有不可逆收缩性的拉应力就由外到内产生，从而导致混凝土出现裂缝。
（2）塑性收缩。因为这个原因出现的混凝土裂缝通常是在混凝土温度较高的情况下发生的。因为此时混凝土的泌水明显减少，且结构强度低，一旦外界达到大风或高温的条件，混凝土表面的水分会快速蒸发，而内部的毛细管要承担较大的负压，最终导致混凝土因不能抵抗本身的收缩而出现裂缝。
1.2混凝土内外温差较大
（1）水泥水化热导致的温差影响。水泥在水化过程中产生的水化热，为混凝土本身提供了热量，但在混凝土浇筑初步阶段，混凝土表面的热量因与空气直接接触而快速散失，其温度也随之下降，这样就形成了一个温度差。当温度差达到一定程度后，内外结构的膨胀程度会突破界限，最终使混凝土出现裂缝。经证实，产生裂缝的温差条件是不小于25℃。
（2）外部温度的影响。这种情况主要发生在混凝土的入模阶段，因为在此阶浇筑的温度与外界气温直接相关，不管是外界温度是过高还是过低，混凝土内外的收缩和温度应力都有很大的差距，从而使混凝土产生裂缝。
1.3结构基础变形过大
如果施工前没有对施工场地进行科学详细的地质勘察，也不具有准确的试验资料，会导致不均匀沉降的现象。土质较软的地基遇水压缩变形较大，会导致地基础的不均匀沉降，再加上建筑物本身的协调程度较低，就会产生裂缝。地基变形造成的应力是主要的原因，所以这类裂缝的情况较严重。
1.4产生了化学反应
如果混凝土结构中出现了碱——骨料反应，构件会产生裂缝。这种化学反应的条件是水，发生反应的物质是碱（Na2O和K2O）和活性SiO2，其反应结果是产生碱-硅酸凝胶。导致混凝土出现裂缝的原因是在化学反应过程中，活性二氧化硅会吸水变大产生的应力，导致混凝土膨胀开裂。
1.5水灰比
虽然水灰比越小，混凝土的强度越高，但商品混凝土的和易性和坍落度会变低。然而水灰比过大时，又会导致构件内部游离水过多，这种情况会在振捣时出现分层离析，即上层出现富水泥浆层，在硬化时因体积收缩不均匀，从而导致表面裂缝产生；另一方面，游离水的增多会降低水泥与骨料之间的粘力，内部泌水较多，这种情况下的硬化会使水泡裂开在内部形成裂缝。
2、裂缝的防治技术
2.1添加掺合料和外加剂
（1）在工业固体废渣中可以提取由SiO2和Al2O3组成的掺合料，其参与的水化反应可以产生胶凝物质，这种胶凝物质不仅具有固化特性，还可代替水泥并且改善混凝土的性能。通常情况下，在配制大体积高强度混凝土时，都会添加掺合料。常用的掺合料包括粉煤灰、矿渣微粉和硅灰，它们的优点就是不仅对降低水化热有着显著的效果，还可以提高混凝土的密实度、抗渗性和抗腐蚀能力，从而抑制构建开裂。
（2）外加剂的添加量不要超过水泥质量的1%。在大体积混凝土中常用的外加剂有：①膨胀剂，其作用是以微膨胀缓和混凝土的收缩，促使构件内部产生的压应力与拉应力持平，防止混凝土因过度收缩产生裂缝。②减水剂，其作用是减少拌合用水量，降低水灰比，从而防止混凝土因承力过大而产生裂缝。③缓凝剂，常见的缓凝剂有木质磺盐类和蜜糖，其作用是延长放热时间，减小混凝土内外的温差，从而避免裂缝产生。
2.2选择正确的材料
选择级配好、粒径大的石子作为骨料不仅对降低水化热具有良好的效果，还可以降低收缩和泌水，从而避免裂缝的产生。选择低碱或无碱砂石料可避免碱——骨料反应产生裂缝的情况。除此之外，选材还要注重水泥的品种，要选择低热型的，水源的清洁度也很重要，并且要严格控制骨料含泥量小于1%，切忌使用海沙。
2.3认真落实浇筑工艺
混凝土在浇筑前要拌制2～3min，若在浇筑过程中采用分层浇注法，则分层厚度要控制在30～50cm之间。振捣遵循“以插入式振捣器为主，附着式为辅”方法，并且是间歇式振动，每次振捣时间为30s，当最上一层浇筑完0.5h后再次进行振捣，以此确保密实度和均匀度，避免漏震现象的发生。
2.4严格控制温差
控制好入模温度是避免裂缝产生的一种重要方式，入模工作最好不要在夏季高温时段，不然就要进行降温。在浇筑时要控制一次浇筑的厚度，利用浇筑层面散热，然后在混凝土内部通入冷却循环水，加快内部的散热，以此来控制内外温差，最后要用草袋塑料膜覆盖进行蒸汽养护。在水循环过程中不能忽视温度监测工作，循环水与构件内外温差不能大于15℃，结构内外温差不能大于25℃。
2.5产生裂缝后的修补措施
（1）表面覆盖法。这种方法适合修补微小裂缝（缝宽<0.2mm），做法是在施工时先用钢刷打毛表面，冲洗后并使其干燥，再用树脂填充表面气孔，最后再在裂缝处涂抹修补材料。
（2）开槽法。这种方法适合修补缝宽大于0.5mm的较宽裂缝，做法是在裂缝处凿一个U型槽，再将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆（环氧树脂：聚硫橡胶：水泥：砂=10：3：12.5：28）放入槽内，等到完全凝固后用水维护。
（3）低压灌浆法。这种方法适合修补0.2～0.5mm的裂缝。灌浆顺序是从上到下，水平缝是从一端到另一端逐个修补，为防止浆外漏，可在灌浆0.5h后再次灌浆，以达到完全修补的效果。
（4）仿生自愈合法。这种方法的修补原理是模仿生物组织愈合创伤部位，做法是在混凝土中掺加含粘结剂的液芯纤维或胶囊，其作用是形成智能仿生自愈合神经网络系统，当结构出现裂缝时就会自动分泌出液芯纤维使裂缝愈合。
3、结语
大体积混凝土产生裂缝的原因是多种的，其原理、防治技术以及修补措施也是多样的，最重要的是做好工程项目的每个环节和每个阶段，切实落实相关工作，遵循“预防为主，防治结合”的原则，就可以从根本上解决混凝土易产生裂缝这一问题。
参考文献：
[1]谭维祖.混凝土的收缩、开裂及其评估与防治[J].混凝土，2001.
[2]鞠丽艳，张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法[J].施工技术，2007.
[3]刘飞，李庆军.大体积混凝土施工裂缝的预防措施[J].陕西建筑，2009，02.
[4]方仙梅.大体积混凝土裂缝的分析及防治[J].中国西部科技，2011，04.
[5]龚剑，李宏伟.大体积混凝土施工中的裂缝控制[J].施工技术，2012，03.
关键词：大体积混凝土裂缝；成因分析；防治技术；修补措施
前言
在像高层建筑这样的大型工程中较常用大体积混凝土结构，但是在施工阶段，大体积混凝土结构却经常出现裂缝现象。裂缝过大会影响到结构的功能发挥，导致混凝土失去了原本的功能，也极有可能引起项目质量问题。
1、分析裂缝的成因
1.1混凝土的收缩性较差
（1）干燥收缩。搅拌混凝土利用的水是实际加入的水的20%，而其他的水分是为了保障混凝土有足够的和易性，但在浇筑后水分会在空气中逐渐蒸发。水分蒸发的顺序是由外到内，导致内外的变形程度不同，而水分蒸发后混凝土产生的、具有不可逆收缩性的拉应力就由外到内产生，从而导致混凝土出现裂缝。
（2）塑性收缩。因为这个原因出现的混凝土裂缝通常是在混凝土温度较高的情况下发生的。因为此时混凝土的泌水明显减少，且结构强度低，一旦外界达到大风或高温的条件，混凝土表面的水分会快速蒸发，而内部的毛细管要承担较大的负压，最终导致混凝土因不能抵抗本身的收缩而出现裂缝。
1.2混凝土内外温差较大
（1）水泥水化热导致的温差影响。水泥在水化过程中产生的水化热，为混凝土本身提供了热量，但在混凝土浇筑初步阶段，混凝土表面的热量因与空气直接接触而快速散失，其温度也随之下降，这样就形成了一个温度差。当温度差达到一定程度后，内外结构的膨胀程度会突破界限，最终使混凝土出现裂缝。经证实，产生裂缝的温差条件是不小于25℃。
（2）外部温度的影响。这种情况主要发生在混凝土的入模阶段，因为在此阶浇筑的温度与外界气温直接相关，不管是外界温度是过高还是过低，混凝土内外的收缩和温度应力都有很大的差距，从而使混凝土产生裂缝。
1.3结构基础变形过大
如果施工前没有对施工场地进行科学详细的地质勘察，也不具有准确的试验资料，会导致不均匀沉降的现象。土质较软的地基遇水压缩变形较大，会导致地基础的不均匀沉降，再加上建筑物本身的协调程度较低，就会产生裂缝。地基变形造成的应力是主要的原因，所以这类裂缝的情况较严重。
1.4产生了化学反应
如果混凝土结构中出现了碱——骨料反应，构件会产生裂缝。这种化学反应的条件是水，发生反应的物质是碱（Na2O和K2O）和活性SiO2，其反应结果是产生碱-硅酸凝胶。导致混凝土出现裂缝的原因是在化学反应过程中，活性二氧化硅会吸水变大产生的应力，导致混凝土膨胀开裂。
1.5水灰比
虽然水灰比越小，混凝土的强度越高，但商品混凝土的和易性和坍落度会变低。然而水灰比过大时，又会导致构件内部游离水过多，这种情况会在振捣时出现分层离析，即上层出现富水泥浆层，在硬化时因体积收缩不均匀，从而导致表面裂缝产生；另一方面，游离水的增多会降低水泥与骨料之间的粘力，内部泌水较多，这种情况下的硬化会使水泡裂开在内部形成裂缝。
2、裂缝的防治技术
2.1添加掺合料和外加剂
（1）在工业固体废渣中可以提取由SiO2和Al2O3组成的掺合料，其参与的水化反应可以产生胶凝物质，这种胶凝物质不仅具有固化特性，还可代替水泥并且改善混凝土的性能。通常情况下，在配制大体积高强度混凝土时，都会添加掺合料。常用的掺合料包括粉煤灰、矿渣微粉和硅灰，它们的优点就是不仅对降低水化热有着显著的效果，还可以提高混凝土的密实度、抗渗性和抗腐蚀能力，从而抑制构建开裂。
（2）外加剂的添加量不要超过水泥质量的1%。在大体积混凝土中常用的外加剂有：①膨胀剂，其作用是以微膨胀缓和混凝土的收缩，促使构件内部产生的压应力与拉应力持平，防止混凝土因过度收缩产生裂缝。②减水剂，其作用是减少拌合用水量，降低水灰比，从而防止混凝土因承力过大而产生裂缝。③缓凝剂，常见的缓凝剂有木质磺盐类和蜜糖，其作用是延长放热时间，减小混凝土内外的温差，从而避免裂缝产生。
2.2选择正确的材料
选择级配好、粒径大的石子作为骨料不仅对降低水化热具有良好的效果，还可以降低收缩和泌水，从而避免裂缝的产生。选择低碱或无碱砂石料可避免碱——骨料反应产生裂缝的情况。除此之外，选材还要注重水泥的品种，要选择低热型的，水源的清洁度也很重要，并且要严格控制骨料含泥量小于1%，切忌使用海沙。
2.3认真落实浇筑工艺
混凝土在浇筑前要拌制2～3min，若在浇筑过程中采用分层浇注法，则分层厚度要控制在30～50cm之间。振捣遵循“以插入式振捣器为主，附着式为辅”方法，并且是间歇式振动，每次振捣时间为30s，当最上一层浇筑完0.5h后再次进行振捣，以此确保密实度和均匀度，避免漏震现象的发生。
2.4严格控制温差
控制好入模温度是避免裂缝产生的一种重要方式，入模工作最好不要在夏季高温时段，不然就要进行降温。在浇筑时要控制一次浇筑的厚度，利用浇筑层面散热，然后在混凝土内部通入冷却循环水，加快内部的散热，以此来控制内外温差，最后要用草袋塑料膜覆盖进行蒸汽养护。在水循环过程中不能忽视温度监测工作，循环水与构件内外温差不能大于15℃，结构内外温差不能大于25℃。
2.5产生裂缝后的修补措施
（1）表面覆盖法。这种方法适合修补微小裂缝（缝宽<0.2mm），做法是在施工时先用钢刷打毛表面，冲洗后并使其干燥，再用树脂填充表面气孔，最后再在裂缝处涂抹修补材料。
（2）开槽法。这种方法适合修补缝宽大于0.5mm的较宽裂缝，做法是在裂缝处凿一个U型槽，再将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆（环氧树脂：聚硫橡胶：水泥：砂=10：3：12.5：28）放入槽内，等到完全凝固后用水维护。
（3）低压灌浆法。这种方法适合修补0.2～0.5mm的裂缝。灌浆顺序是从上到下，水平缝是从一端到另一端逐个修补，为防止浆外漏，可在灌浆0.5h后再次灌浆，以达到完全修补的效果。
（4）仿生自愈合法。这种方法的修补原理是模仿生物组织愈合创伤部位，做法是在混凝土中掺加含粘结剂的液芯纤维或胶囊，其作用是形成智能仿生自愈合神经网络系统，当结构出现裂缝时就会自动分泌出液芯纤维使裂缝愈合。
3、结语
大体积混凝土产生裂缝的原因是多种的，其原理、防治技术以及修补措施也是多样的，最重要的是做好工程项目的每个环节和每个阶段，切实落实相关工作，遵循“预防为主，防治结合”的原则，就可以从根本上解决混凝土易产生裂缝这一问题。
参考文献：
[1]谭维祖.混凝土的收缩、开裂及其评估与防治[J].混凝土，2001.
[2]鞠丽艳，张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法[J].施工技术，2007.
[3]刘飞，李庆军.大体积混凝土施工裂缝的预防措施[J].陕西建筑，2009，02.
[4]方仙梅.大体积混凝土裂缝的分析及防治[J].中国西部科技，2011，04.
[5]龚剑，李宏伟.大体积混凝土施工中的裂缝控制[J].施工技术，2012，03.