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【摘要】在建筑工程质量事故中，混凝土出现裂缝的现象是频繁发生的，特别是大体积混凝土出现裂缝。混凝土出现裂缝有很大的危害，可以使钢筋锈蚀、降低混凝土的耐久性和使用寿命。现在的科技可能无法根除混凝土裂缝的出现，但工程技术人员能够做到的就是采取一些施工防治措施，防止大体积混凝土裂缝产生的可能，增强混凝土结构的耐久性和安全性。本文探讨了大体积混凝土裂缝产生的原因、危害以及防治措施。
【关键词】大体积混凝土；裂缝；危害；防治措施
1、大体积混凝土裂缝产生的原因分析
混凝土产生裂缝是建筑工程中常见的现象之一，而造成混凝土产生裂缝的原因也很多，包括内在因素和外界因素。
1.1水泥水化热影响
大体积混凝土出现裂缝的原因就是水泥在水化过程中产生的热量造成的。由于混凝土内部结构比较厚实，密度很大，水泥在水化过程中产生大量的热量不能快速散到外面，而是聚集在混凝土的内部，热量在混凝土内部越积越多，造成混凝土内部的温度升高。水泥水化时产生的热量在浇筑的一开始比较多，随着时间的推移，产生的热量就会越来越少，当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比，温差越大，温度应力越大，当温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产生裂缝。
混凝土内部的温度还与混凝土的厚度及水泥用量有关，混凝土越厚，水泥用量越大，内部温度越高。此外，在建筑施工过程中，一般都是把大体积混凝土和地基放在一起进行浇筑，浇筑过程一开始，混凝土的温度上升，导致混凝土发生膨胀现象，会对地基造成一个向下的压力。在浇筑的后期温度在下降，而大体积混凝土就会出现体积收缩，会对地基造成一个拉力。混凝土的抗压能力比抗拉能力强，在受到压力时可能不会出现裂缝，但在受到拉力的时候，就会出现裂缝。
1.2混凝土的收缩变形
造成大体积混凝土出现裂缝是混凝土体积的收缩，在内部产生收缩应力，收缩应力的产生使混凝土出现裂缝。因为在混凝土的含量中，有大约20%的水是水泥硬化所必需的，而剩下80%的水则需要蒸发出去。在水分蒸发过程中，而最初失去的30%自由水分几乎不引起收缩，随着混凝土的陆续干燥而使20%的吸附水逸出，就会出现干燥收缩，而表面干燥快，中心干燥收缩慢。由于表面的干燥受到中心部位混凝土的约束，会在表面产生拉应力而出现裂缝。
造成大体积混凝土体积收缩和水泥的种类、混凝土的配料比例以及施工过程有关。在设计时，混凝土表层布设抗裂钢筋网片，可有效地防止混凝土收缩时产生干裂。
1.3内外约束条件的影响
混凝土在早期温度上升时，产生膨胀受到约束而形成压应力。另外，混凝土内部由于水泥的水化热而形成中心温度高，热膨胀大，因而在中心区产生压应力，在表面产生拉应力。若拉应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土将会产生裂缝。
1.4外界气温变化的影响
大体积混凝土施工阶段，常受外界温度的影响。因为外界气温变化，混凝土的温度也会因此而发生变化。混凝土内部温度是水泥水化热引起的绝热温度、浇筑温度和散热温度三者的叠加。当气温骤降，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，产生温差和温度应力，使混凝土产生裂缝。另外，如果外界环境温度过高，大体积混凝土的散热性能就会变弱，这种高温现象持续时间越长，对大体积混凝土的浇筑就越不利。
1.5混凝土的沉陷裂缝
支架、支撑变形下沉会引发结构裂缝，过早拆除模板支架易使未达到强度的混凝土结构发生裂缝和破损。
2、大体积混凝土裂缝分類及造成的危害
虽然大体积混凝土出现裂缝是一个常见的现象，但是会造成一定的危害。大体积混凝土出现的裂缝按深度的不同，分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种。
（1）表面裂缝主要是温度裂缝，这种危害是最轻的，危害性较小，但影响外观质量。
（2）深层裂缝部分切断了结构断面，对混凝土结构耐久性产生一定的危害。
（3）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，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害是较严重的。施工中要做好防治措施，防止混凝土出现裂缝特别是贯穿性裂缝的产生。
3、大体积混凝土出现裂缝的预防措施
3.1科学用料，优化混凝土配合比
防治大体积混凝土裂缝的产生，首先要做到对混凝土原材料的控制。在进行材料配比时，要遵循科学用量，既不能少用，也不能多用。
对于水泥的选择，应选用水化热较低的水泥，以降低水泥水化所产生的热量，从而控制大体积混凝土的温度升高。根据建筑工程断面尺寸，使用低水化热的水泥品种，这样可以保证混凝土的施工质量。同时也要优化施工配合比，减少浇筑过程中水的使用以及水泥的使用，充分利用混凝土的中后期强度，尽可能降低水泥用量，这样有效避免水化热过大。
对于粗骨料的选择，尽量扩大粗骨料粒径。因为粗骨料越大，级配越好，孔隙充满越小，比表面积越小，每立方米的水泥砂浆量和水泥用量越少，水化热随之降低，对防止裂缝有好处。
对于细骨料的选择，施工过程中最好使用级配良好的中粗砂。因为有实验表明，采用级配良好的中粗砂，可以降低水和水泥的使用。两者的使用量降低了，水化热也就相应降低了，在一定程度上降低了混凝土出现温差以及混凝土的体积收缩现象的发生率。严格控制集料的级配及其含泥量，如果含泥量大的话，不仅会增加混凝土的收缩，而且会引起混凝土抗拉强度的降低，对混凝土抗裂不利。
对于粉煤灰的选择，其可以取代部分水泥，降低混凝土中水泥的产热量；但要注意是，粉煤灰比重较小，混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土表面，表面容易产生塑性裂缝，所以在混凝土的施工过程中，要控制好水泥和粉煤灰的比例。在混凝土中加入一定量的粉煤灰，不仅能够发挥水泥的效用，而且也可以起到润滑的作用，对混凝土的性能有一定的促进作用。 选用合适的缓凝、减水等外加剂，以改善混凝土的性能，加入外加剂后，可延长混凝土的凝结时间。对混凝土的抗裂有一定的作用。
综上所述，选择合适的材料对于混凝土的抗裂性能是有一定的帮助。
3.2浇筑方法进行优化
在进行大体积混凝土的浇筑过程中，一定的浇筑顺序很重要。施工人员可以根据工程的特殊要求做出调整，通过优化施工方案，达到最好的效果。（下转120页）
（上接118页）在混凝土的浇筑过程中，应采取合理的分层、分段施工，保证混凝土浇筑质量。利用混凝土浇筑面散热，可以减少施工中出现裂缝的可能性。选择浇筑方案时，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小，钢筋疏密，预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：
（1）全面分层：即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时浇筑。
（2）分段分层：混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其它各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶层后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二层依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大工程。
（3）斜面分层：要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺，一般在每个斜面层的上、下各布置一道振捣器。上面的一道布置在混凝土卸料处，保证上部混凝土的捣实；下面一道振捣器布置在近坡脚处，确保下部混凝土密實。随着混凝土浇筑的向前推进，振动也相应跟上。
在大体积混凝土浇筑过程中，施工人员要及时观察当地的天气变化，最好在低温的外界环境中进行施工，尽量避开太阳辐射较强的时间。在施工条件允许的情况下，可以在混凝土内设置水循环冷却管道，通过不断地循环冷却水，吸收混凝土的热量。待冷却完毕后，冷却管中压入同强度微膨胀的水泥浆封闭。在设计允许的情况下，在混凝土中添加洗净片石可以减少混凝土及水泥用量，降低水泥水化热，从一定程度上减少温度裂缝的产生。
混凝土浇筑完毕后应即时清除表面浮浆，并掌握好进行二次收面的时间段。二次收面应在混凝土初凝时进行，过早则效果不明显，过晚则无法消除裂缝。
3.3后期的养护保护措施
大体积混凝土养护的关键是保持适宜温度和湿度，控制好混凝土表面的温度和内部的温度，不能出现内外温差过大的情况。在养护过程中，最重要的是要做好温度控制，混凝土养护阶段的温度控制措施如下：
（1）在养护过程中对使用水的温度要进行控制，要和混凝土表面的温度相近，以免造成温度差。
（2）混凝土拆模时，混凝土的中心温度与表面温度之间、表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20。C；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25～30℃。
（3）对裸露的混凝土采用保温，保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯木、湿砂等），在缓慢的散热过程中，保持混凝土内外温差小于20℃。根据工程的具体情况，尽可能延长养护时间，拆模后立即回填或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，防止混凝土早期裂缝。
（4）大体积混凝土湿润养护时间应符合如下规定：
a、硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥养护时间为14天；
b、火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、低热微膨胀水泥、矿渣硅酸大坝水泥、现场掺粉煤灰的水泥养护时间为21天。
在建筑施工过程中，施工人员要注意混凝土的浇筑过程和养护过程，认识到大体积混凝土出现裂缝的原因和危害，及时做好预防措施，在相关的环节要重点控制，降低裂缝的发生率，减少不必要的损失。
参考文献：
[1]混凝土裂缝产生的原因及控制措施[J].科技致富向导，2010（17）.
[2]大体积混凝土裂缝产生的分析与控制[J].科技信息，2011（08）.
【关键词】大体积混凝土；裂缝；危害；防治措施
1、大体积混凝土裂缝产生的原因分析
混凝土产生裂缝是建筑工程中常见的现象之一，而造成混凝土产生裂缝的原因也很多，包括内在因素和外界因素。
1.1水泥水化热影响
大体积混凝土出现裂缝的原因就是水泥在水化过程中产生的热量造成的。由于混凝土内部结构比较厚实，密度很大，水泥在水化过程中产生大量的热量不能快速散到外面，而是聚集在混凝土的内部，热量在混凝土内部越积越多，造成混凝土内部的温度升高。水泥水化时产生的热量在浇筑的一开始比较多，随着时间的推移，产生的热量就会越来越少，当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比，温差越大，温度应力越大，当温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产生裂缝。
混凝土内部的温度还与混凝土的厚度及水泥用量有关，混凝土越厚，水泥用量越大，内部温度越高。此外，在建筑施工过程中，一般都是把大体积混凝土和地基放在一起进行浇筑，浇筑过程一开始，混凝土的温度上升，导致混凝土发生膨胀现象，会对地基造成一个向下的压力。在浇筑的后期温度在下降，而大体积混凝土就会出现体积收缩，会对地基造成一个拉力。混凝土的抗压能力比抗拉能力强，在受到压力时可能不会出现裂缝，但在受到拉力的时候，就会出现裂缝。
1.2混凝土的收缩变形
造成大体积混凝土出现裂缝是混凝土体积的收缩，在内部产生收缩应力，收缩应力的产生使混凝土出现裂缝。因为在混凝土的含量中，有大约20%的水是水泥硬化所必需的，而剩下80%的水则需要蒸发出去。在水分蒸发过程中，而最初失去的30%自由水分几乎不引起收缩，随着混凝土的陆续干燥而使20%的吸附水逸出，就会出现干燥收缩，而表面干燥快，中心干燥收缩慢。由于表面的干燥受到中心部位混凝土的约束，会在表面产生拉应力而出现裂缝。
造成大体积混凝土体积收缩和水泥的种类、混凝土的配料比例以及施工过程有关。在设计时，混凝土表层布设抗裂钢筋网片，可有效地防止混凝土收缩时产生干裂。
1.3内外约束条件的影响
混凝土在早期温度上升时，产生膨胀受到约束而形成压应力。另外，混凝土内部由于水泥的水化热而形成中心温度高，热膨胀大，因而在中心区产生压应力，在表面产生拉应力。若拉应力超过混凝土的抗拉强度，混凝土将会产生裂缝。
1.4外界气温变化的影响
大体积混凝土施工阶段，常受外界温度的影响。因为外界气温变化，混凝土的温度也会因此而发生变化。混凝土内部温度是水泥水化热引起的绝热温度、浇筑温度和散热温度三者的叠加。当气温骤降，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，产生温差和温度应力，使混凝土产生裂缝。另外，如果外界环境温度过高，大体积混凝土的散热性能就会变弱，这种高温现象持续时间越长，对大体积混凝土的浇筑就越不利。
1.5混凝土的沉陷裂缝
支架、支撑变形下沉会引发结构裂缝，过早拆除模板支架易使未达到强度的混凝土结构发生裂缝和破损。
2、大体积混凝土裂缝分類及造成的危害
虽然大体积混凝土出现裂缝是一个常见的现象，但是会造成一定的危害。大体积混凝土出现的裂缝按深度的不同，分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种。
（1）表面裂缝主要是温度裂缝，这种危害是最轻的，危害性较小，但影响外观质量。
（2）深层裂缝部分切断了结构断面，对混凝土结构耐久性产生一定的危害。
（3）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，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害是较严重的。施工中要做好防治措施，防止混凝土出现裂缝特别是贯穿性裂缝的产生。
3、大体积混凝土出现裂缝的预防措施
3.1科学用料，优化混凝土配合比
防治大体积混凝土裂缝的产生，首先要做到对混凝土原材料的控制。在进行材料配比时，要遵循科学用量，既不能少用，也不能多用。
对于水泥的选择，应选用水化热较低的水泥，以降低水泥水化所产生的热量，从而控制大体积混凝土的温度升高。根据建筑工程断面尺寸，使用低水化热的水泥品种，这样可以保证混凝土的施工质量。同时也要优化施工配合比，减少浇筑过程中水的使用以及水泥的使用，充分利用混凝土的中后期强度，尽可能降低水泥用量，这样有效避免水化热过大。
对于粗骨料的选择，尽量扩大粗骨料粒径。因为粗骨料越大，级配越好，孔隙充满越小，比表面积越小，每立方米的水泥砂浆量和水泥用量越少，水化热随之降低，对防止裂缝有好处。
对于细骨料的选择，施工过程中最好使用级配良好的中粗砂。因为有实验表明，采用级配良好的中粗砂，可以降低水和水泥的使用。两者的使用量降低了，水化热也就相应降低了，在一定程度上降低了混凝土出现温差以及混凝土的体积收缩现象的发生率。严格控制集料的级配及其含泥量，如果含泥量大的话，不仅会增加混凝土的收缩，而且会引起混凝土抗拉强度的降低，对混凝土抗裂不利。
对于粉煤灰的选择，其可以取代部分水泥，降低混凝土中水泥的产热量；但要注意是，粉煤灰比重较小，混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土表面，表面容易产生塑性裂缝，所以在混凝土的施工过程中，要控制好水泥和粉煤灰的比例。在混凝土中加入一定量的粉煤灰，不仅能够发挥水泥的效用，而且也可以起到润滑的作用，对混凝土的性能有一定的促进作用。 选用合适的缓凝、减水等外加剂，以改善混凝土的性能，加入外加剂后，可延长混凝土的凝结时间。对混凝土的抗裂有一定的作用。
综上所述，选择合适的材料对于混凝土的抗裂性能是有一定的帮助。
3.2浇筑方法进行优化
在进行大体积混凝土的浇筑过程中，一定的浇筑顺序很重要。施工人员可以根据工程的特殊要求做出调整，通过优化施工方案，达到最好的效果。（下转120页）
（上接118页）在混凝土的浇筑过程中，应采取合理的分层、分段施工，保证混凝土浇筑质量。利用混凝土浇筑面散热，可以减少施工中出现裂缝的可能性。选择浇筑方案时，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小，钢筋疏密，预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：
（1）全面分层：即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时浇筑。
（2）分段分层：混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其它各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶层后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二层依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大工程。
（3）斜面分层：要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺，一般在每个斜面层的上、下各布置一道振捣器。上面的一道布置在混凝土卸料处，保证上部混凝土的捣实；下面一道振捣器布置在近坡脚处，确保下部混凝土密實。随着混凝土浇筑的向前推进，振动也相应跟上。
在大体积混凝土浇筑过程中，施工人员要及时观察当地的天气变化，最好在低温的外界环境中进行施工，尽量避开太阳辐射较强的时间。在施工条件允许的情况下，可以在混凝土内设置水循环冷却管道，通过不断地循环冷却水，吸收混凝土的热量。待冷却完毕后，冷却管中压入同强度微膨胀的水泥浆封闭。在设计允许的情况下，在混凝土中添加洗净片石可以减少混凝土及水泥用量，降低水泥水化热，从一定程度上减少温度裂缝的产生。
混凝土浇筑完毕后应即时清除表面浮浆，并掌握好进行二次收面的时间段。二次收面应在混凝土初凝时进行，过早则效果不明显，过晚则无法消除裂缝。
3.3后期的养护保护措施
大体积混凝土养护的关键是保持适宜温度和湿度，控制好混凝土表面的温度和内部的温度，不能出现内外温差过大的情况。在养护过程中，最重要的是要做好温度控制，混凝土养护阶段的温度控制措施如下：
（1）在养护过程中对使用水的温度要进行控制，要和混凝土表面的温度相近，以免造成温度差。
（2）混凝土拆模时，混凝土的中心温度与表面温度之间、表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20。C；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25～30℃。
（3）对裸露的混凝土采用保温，保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯木、湿砂等），在缓慢的散热过程中，保持混凝土内外温差小于20℃。根据工程的具体情况，尽可能延长养护时间，拆模后立即回填或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，防止混凝土早期裂缝。
（4）大体积混凝土湿润养护时间应符合如下规定：
a、硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥养护时间为14天；
b、火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、低热微膨胀水泥、矿渣硅酸大坝水泥、现场掺粉煤灰的水泥养护时间为21天。
在建筑施工过程中，施工人员要注意混凝土的浇筑过程和养护过程，认识到大体积混凝土出现裂缝的原因和危害，及时做好预防措施，在相关的环节要重点控制，降低裂缝的发生率，减少不必要的损失。
参考文献：
[1]混凝土裂缝产生的原因及控制措施[J].科技致富向导，2010（17）.
[2]大体积混凝土裂缝产生的分析与控制[J].科技信息，2011（08）.