摘要：在工程建設中，大體積混凝土裂縫已成為大家普遍關注的技術問題，本文對大體積混凝土裂縫的成因及其控制措施進行了論述，以便實踐中參考應用。

　　關鍵詞：大體積混凝土 裂縫成因 控制措施

　　1 前言

　　近年來，隨著經濟和建筑技術的發展，工業與民用建筑混凝土結構工程中大體積混凝土工程施工越來越多，大體積混凝土逐漸成為構成大型設施或構筑物主體的重要組成部分，工程實踐證明，大體積混凝土施工難度比較大，混凝土產生裂縫的機率較多，裂縫一旦形成，特別是基礎貫穿裂縫出現在重要的結構部位，危害極大，它會降低結構的耐久性，削弱構件的承載力，同時會可能危害到建筑物的安全使用。所以采取技術先進、經濟合理、安全適用的措施來減少和控制大體積混凝土的開裂，確保工程建設的質量，是工程建設者一直以來所追求的目標。

　　2 大體積混凝土裂縫形成的原因

　　(1)混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于 1m 的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土即為大體積混凝土。

　　(2)大體積混凝土產生裂縫的原因是復雜的，而且往往是各種因素的綜合，首先溫度和濕度的變化是引起混凝土裂縫的主要原因。混凝土在硬化期間，水泥會放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力;在后期降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束叉會在混凝土內部出現拉應力;同時氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，便會出現裂縫，即混凝土裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。表面干縮形變受到內部混凝土的約束，往往也會導致裂縫。

　　(3)從裂縫的形成過程可以看到，混凝土之所以開裂，主要是混凝土所承受的拉應力和混凝土本身的抗拉強度之間的矛盾發展的結果。因而為了控制大體積混凝土裂縫，就必須盡最大可能提高混凝土本身抗拉強度性能和降低抗應力(特別是溫度應力)這兩方面綜合考慮。抗拉強度主要決定于砼的強度等級及組成材料，要保證抗拉強度關鍵在于原材料的優選和配合比的優化(砼強度等級設計已經確定)，由于砼選用地材，從經濟角度來考慮，原材料優化的空間相對較小，所以降低拉應力是控制砼裂縫的有效途徑，而降低拉應力主要通過減少溫度應力和沉縮應力來控制溫度裂縫和沉縮裂縫。

　　3 大體積混凝土裂縫控制的主要技術措施

　　3.1 優選原材料

　　(1)選擇合適水泥和嚴格控制水泥用量。應選用中、低熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，以降低砼最高溫升，降低砼所受的拉應力。大體積混凝土施工所用水泥其 3d 天的水化熱不宜大于 240kJ/kg，7d 天的水化熱不宜大于 270kJ/kg。

　　(2) 嚴格控制骨料級配和合泥量。選用10.40mm連續級配碎石(其中10.30mm級配含量65%左右)，細度模數2.80-3.00的中砂(通過0.315n凹篩孔的砂不少于15%，砂率控制在40%-45%)。砂、石含泥量控制在1%以內，并不得混有有機質等雜物，杜絕使用海砂。

　　(3)選擇適當外加劑。可根據設計要求，混凝土中摻加一定用量外加劑，如防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等外加劑。外加劑中糖鈣能提高混凝土的和易性，使用水量減少20%左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延長到5h左右。

　　3.2 采用合理的施工方法

　　泵送大體積混凝土一般采用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能較好地適應泵送工藝，避免混凝土輸送管道經常拆除、沖洗和接長，從而提高泵送效率，簡化混凝土的泌水處理，保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時間。

　　(1)混凝土澆注過程質量控制。澆注過程中要進行振搗方可密實，振搗時間應均勻一致以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實、抹平，以防止 表面裂縫。另外，澆注混凝土要求分層澆注，分層流水振搗，同時要保證上層混凝土在下層初凝前結合緊密。避免縱向施工縫、提高結構整體性和抗剪性能。

　　(2)澆注時間控制。盡量避開在太陽輻射較高的時間澆注，若由于工程需要在夏季施工，則盡量避開正午高溫時段，澆注盡量安排在夜間進行。

　　(3) 混凝土拆模時間控制。混凝土在實際溫度養護的條件下，強度達到設計強度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25℃以內，預計拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模。

　　3.3 做好測溫工作及時控制混凝土溫度

　　(1)溫度裂縫的產生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在規范允許的范圍之內，要進行有效的控制，就必須進行科學預測，以保證控制的準確性。對溫度應力的控制現場一般是進行溫控。在澆筑砼時，采用溫度傳感片和測溫儀，從澆筑開始測溫(包括入模溫度，環境溫度)，并及時抹壓(特別是初凝前)和保溫保濕養護。澆筑完后根據溫控指標，及時調整保溫保濕養護條件。

　　(2)溫度影響系數受多種因素影響，其中溫度、濕度、散熱界面(土、空氣等)，初凝時間、風速、溫差等影響較大，特別是風速和溫差較大時，溫度影響系數大大降低，最高溫升將降低，這與我們的實測結果是相吻合的。但為防止降溫過快，形成大的溫度梯度，夏季選用蓄水養護,秋冬季加蓋草袋、海綿如果工地氣候風大、干燥特征拆模后及時采取防風，保溫措施，并及時回填土，結果證明這些方法對溫度影響系數的改變是非常有用的，事實表明控制也是非常成功的。

　　3.4 做好表面隔熱保護及養護

　　大體積混凝土的溫度裂縫，主要是由內外溫差過大引起的。混凝土澆注后，由于內部較表面散熱快，會形成內外溫差，表面收縮受內部約束產生拉應力，但是這種拉應 力通常很小，不至于超過混凝土的抗拉強度而產生裂縫。但是如果此時受到冷空氣的襲擊，或者過分通風散熱，使表面溫度降溫過大就很容易導致裂縫的產生，所以 在混凝土在拆模后，特別是低溫季節，在拆模后立即采取表面保護。防止表面降溫過大 ，引起裂縫。另外，凝土澆注完畢后，應及時灑水養護以保持混凝土表面經常濕潤，這樣既減少外界高溫倒罐，又防止干縮裂縫的發生，促進混凝土強度的穩定增長。一般在澆注完畢后12～18h內立即開始養護，連續養護時間不少于28d或設計齡期。

　　4 結束語

　　大體積混凝土的開裂是目前學者和工程界關注的一個重要問題，通過以上分析可知，大體積混凝土的材料型裂縫主要是由溫度應力和混凝土的收縮引起的，在施工時一定要嚴格把關，精心選擇原材料，做好混凝土早期養護及其預防發生的措施，把混凝土的裂縫減少到最低限度，確保工程質量達到設計及使用要求。

　　[參考文獻]

　　[1] 覃維祖：混凝土的收縮、開裂及其評價與防治.混凝土，2001

　　[2] 段 崢：現澆大體積混凝土裂縫的成因與防治.混凝土，2003

　　[3] 周富榮。養護對混凝土早期收縮和開裂的影響[D].浙江大學，2006.

　　[4] 大體積混凝土施工規范，GB 50496-2009