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摘要：大体积混凝土通常是带裂缝工作的，如何控制大体积混凝土在施工中所产生的裂缝在规范允许的范围之内是比较复杂的问题。本文分析了大体积混凝土产生裂缝的类型及原因，同时针对裂缝的发生提出预防措施，力争减少裂缝的发生。
【Abstract】:Mass concrete usually work with cracks , how to control the construction of mass concrete cracks arising within the scope of the specification allows a more complicated issue. This paper analyzes the types and causes of mass concrete cracks, at the same time ,propose preventive measures against the occurrence of cracks, strive to reduce the occurrence of cracks.
关键词：大体积混凝土 裂缝 预防控制措施
【Keywords】: Mass concrete crack prevention and control measures
中图分类号：TU37文献标识码： A
一、前言
混凝土的发明至今已有100多年的历史，随着科技的日益发展，建筑物高度的不断增加，导致对大体积混凝土的需求越来越多，尤其是在基础的设计上应用更广。如国家大剧院使用的箱型基础，中央电视台新台址基础配重以及大量高层所用的筏板基础等等。这些工程中的大体积混凝土在施工中都会遇到如何对裂缝进行控制的问题，主要原因是由于一次性浇筑的混凝土体积庞大，水泥水化产生的大量水化热不能及时散去，这种内外散热不均匀的情况会使混凝土凝固产生的约束不同；结果就会导致裂缝产生，裂缝超过一定的范围就会造成混凝土构件的各种受力性能大打折扣，容易造成质量事故。
二、大体积混凝土裂缝产生的类型及原因剖析
混凝土是一种由骨料、水泥、水及其他外加剂混合而形成的非均质脆性材料。 大体积混凝土产生裂缝的位置通常在表面、内部以及贯穿整体。大体积混凝土裂缝主要类型有：收缩性裂缝、温度裂缝、材料裂缝、塑性沉降裂缝、荷载裂缝等。
1.收缩性裂缝
收縮性裂缝可以分为干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝、自身收缩裂缝等。混凝土浇筑完成后在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。在硬化后期，混凝土内部自由水分蒸发，就会出现干燥收缩，而表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢，使混凝土表面产生拉应力，造成混凝土开裂。塑性收缩是指大体积混凝土在水泥的活性较大、混凝土温度较高以及水灰比较低的条件下，致使混凝土的泌水明显减少，表面蒸发掉的水分不能得到及时补充，从而使混凝土尚处于塑性的状态，一旦受到拉力的作用，就会使混凝土表面出现分布不规则的裂缝[1]。
2.温度裂缝
水泥在水化过程中产生大量的水化热，主要集中在浇筑3d后，而使混凝土内部温度不断升高，当内外部温差过大时，就会产生度变形和温度应力，温度应力一旦超过混凝土内外的约束力，就会产生裂缝[2]。
3、材料裂缝
材料裂缝是指大体积混凝土所用材料造成的裂缝，如水泥的安定性裂缝、碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝。安定性裂缝主要是由于水泥安定性不合格而引起，表现为龟裂。碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是大体积混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。
4、塑性沉降裂缝
塑性沉降裂缝是指刚刚浇筑的大体积混凝土在可塑状态下，因组成材料密度不同、下沉不均匀或骨料下沉受阻等因素在混凝土顶部表面形成塑性沉降裂缝。混凝土的坍落度较大、黏聚性较差，易产生塑性沉降裂缝。刚刚浇筑入模的可塑状态混凝土因模板变形、支撑下沉或受到施工过程中的扰动等原因也会产生塑性沉降裂缝。
5、荷载裂缝
荷载裂缝是指大体积混凝土结构在设计荷载或其他外力作用下所引起的裂缝。大体积混凝土构件在设计荷载范围内或超过设计荷载范围，如设计未曾考虑到的作用、设计计算的断面尺寸不足、钢筋用量不足、钢筋配置位置不当、因支点的沉降有差异、地震、台风作用等等因素均可能导致混凝土产生裂缝。
三、大体积混凝土裂缝的预防控制措施
1.设计精心优化措施
（1）大体积混凝土的结构设计各项受力计算指标满足需求。混凝土标号使用合理。
（2）试验室合理设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性能的情况下，尽量降低混凝土的单位用水量，设计准则采用低砂率、低坍落度、低水胶比；外加剂的使用可以掺高效减水剂、高性能引气剂、合理提高粉煤灰掺量[3]。
（3）合理增配构造筋，提高抗裂性能。
（4）在结构设计中应充分考虑施工所在地的气候特征，合理设置后浇缝。
2.材料控制措施
（1）水泥：由于普通硅酸盐水泥水化热较高，如果应用到大体积混凝土中，容易使大量水化热不易散发，导致混凝土内部温度过高，内外部温差过大使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此应优先选用低水化热或中水化热的水泥品种，如粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥（有抗渗要求不宜使用）。
（2）粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
（3）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于2%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
（4）粉煤灰：粉煤灰的水化热远小于水泥，在大体积混凝土中掺入20%-25%粉煤灰，不仅可减少水泥用量，又可有效降低水化热。
（5）外加剂：适当选用高效减水剂和引气剂，能够减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，降低水化温升，延迟水化热释放速度，有效防止裂缝。
3.施工技术控制措施
（1）严格控制混凝土的塌落度。在现场设专人进行塌落度的测量，将混凝土的塌落度始终控制在设计范围内，一般以7～9cm 为最佳。
（2）大体积混凝土夏季施工时， 在混凝土内部预埋冷却水管,通循环冷却水， 强制降低混凝土水化热温度。冬季施工时， 采用保温措施进行养护；如技术条件允许，可在混凝土结构中掺加10%~15%的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。
（3）采取分层浇筑的方法，每层浇筑厚度0.5～1.0米，以利于水化热散发和减少约束作用。同时加强混凝土的浇灌振捣，尽量采用两次振捣技术，提高密实度，改善混凝土强度，提高抗裂性。
（4）控制混凝土入模温度，选择较适宜的气温, 尽量避开炎热天气浇筑。
（5）加强混凝土浇筑后的温度控制，夏季做好混凝土的保湿养护，以使混凝土缓缓降温， 充分发挥其徐变特性，减少温度应力。冬季应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度变化； 采取14d的养护时间，确定合理的拆模时间，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。
（6）加强测温和温度监测。随时掌握和控制混凝土内外的温度变化。混凝土内外温差应控制在25℃以内[4]，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，并及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不致过大，有效控制裂缝的出现。
四、结论
本文重点分析了大体积混凝土裂缝产生的原因，同时从设计到施工等方面全面系统的给出了预防控制措施，尽管不能杜绝裂缝的产生，但对减少大体积混凝土有害裂缝的出现起到一定的指导作用。
参考文献：
【1】刘慧斌.张超.赵纪斌.大体积混凝土的施工方法与质量控制[J].施工技术.2013年8月P52~53.
【2】李昕鹏.大体积混凝土裂缝控制[J].施工技术.2011年S1期P45~46.
【3】王铁梦. 工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社. 1997年8月1日出版P108~115.
【4】王顶堂. 大体积混凝土裂缝控制技术应用研究[J]. 安徽建筑工业学院学报(自然科学版), 2008,(06)P50~51 .
【Abstract】:Mass concrete usually work with cracks , how to control the construction of mass concrete cracks arising within the scope of the specification allows a more complicated issue. This paper analyzes the types and causes of mass concrete cracks, at the same time ,propose preventive measures against the occurrence of cracks, strive to reduce the occurrence of cracks.
关键词：大体积混凝土 裂缝 预防控制措施
【Keywords】: Mass concrete crack prevention and control measures
中图分类号：TU37文献标识码： A
一、前言
混凝土的发明至今已有100多年的历史，随着科技的日益发展，建筑物高度的不断增加，导致对大体积混凝土的需求越来越多，尤其是在基础的设计上应用更广。如国家大剧院使用的箱型基础，中央电视台新台址基础配重以及大量高层所用的筏板基础等等。这些工程中的大体积混凝土在施工中都会遇到如何对裂缝进行控制的问题，主要原因是由于一次性浇筑的混凝土体积庞大，水泥水化产生的大量水化热不能及时散去，这种内外散热不均匀的情况会使混凝土凝固产生的约束不同；结果就会导致裂缝产生，裂缝超过一定的范围就会造成混凝土构件的各种受力性能大打折扣，容易造成质量事故。
二、大体积混凝土裂缝产生的类型及原因剖析
混凝土是一种由骨料、水泥、水及其他外加剂混合而形成的非均质脆性材料。 大体积混凝土产生裂缝的位置通常在表面、内部以及贯穿整体。大体积混凝土裂缝主要类型有：收缩性裂缝、温度裂缝、材料裂缝、塑性沉降裂缝、荷载裂缝等。
1.收缩性裂缝
收縮性裂缝可以分为干燥收缩裂缝、塑性收缩裂缝、自身收缩裂缝等。混凝土浇筑完成后在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。在硬化后期，混凝土内部自由水分蒸发，就会出现干燥收缩，而表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢，使混凝土表面产生拉应力，造成混凝土开裂。塑性收缩是指大体积混凝土在水泥的活性较大、混凝土温度较高以及水灰比较低的条件下，致使混凝土的泌水明显减少，表面蒸发掉的水分不能得到及时补充，从而使混凝土尚处于塑性的状态，一旦受到拉力的作用，就会使混凝土表面出现分布不规则的裂缝[1]。
2.温度裂缝
水泥在水化过程中产生大量的水化热，主要集中在浇筑3d后，而使混凝土内部温度不断升高，当内外部温差过大时，就会产生度变形和温度应力，温度应力一旦超过混凝土内外的约束力，就会产生裂缝[2]。
3、材料裂缝
材料裂缝是指大体积混凝土所用材料造成的裂缝，如水泥的安定性裂缝、碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝。安定性裂缝主要是由于水泥安定性不合格而引起，表现为龟裂。碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是大体积混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。
4、塑性沉降裂缝
塑性沉降裂缝是指刚刚浇筑的大体积混凝土在可塑状态下，因组成材料密度不同、下沉不均匀或骨料下沉受阻等因素在混凝土顶部表面形成塑性沉降裂缝。混凝土的坍落度较大、黏聚性较差，易产生塑性沉降裂缝。刚刚浇筑入模的可塑状态混凝土因模板变形、支撑下沉或受到施工过程中的扰动等原因也会产生塑性沉降裂缝。
5、荷载裂缝
荷载裂缝是指大体积混凝土结构在设计荷载或其他外力作用下所引起的裂缝。大体积混凝土构件在设计荷载范围内或超过设计荷载范围，如设计未曾考虑到的作用、设计计算的断面尺寸不足、钢筋用量不足、钢筋配置位置不当、因支点的沉降有差异、地震、台风作用等等因素均可能导致混凝土产生裂缝。
三、大体积混凝土裂缝的预防控制措施
1.设计精心优化措施
（1）大体积混凝土的结构设计各项受力计算指标满足需求。混凝土标号使用合理。
（2）试验室合理设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性能的情况下，尽量降低混凝土的单位用水量，设计准则采用低砂率、低坍落度、低水胶比；外加剂的使用可以掺高效减水剂、高性能引气剂、合理提高粉煤灰掺量[3]。
（3）合理增配构造筋，提高抗裂性能。
（4）在结构设计中应充分考虑施工所在地的气候特征，合理设置后浇缝。
2.材料控制措施
（1）水泥：由于普通硅酸盐水泥水化热较高，如果应用到大体积混凝土中，容易使大量水化热不易散发，导致混凝土内部温度过高，内外部温差过大使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此应优先选用低水化热或中水化热的水泥品种，如粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥（有抗渗要求不宜使用）。
（2）粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
（3）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于2%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
（4）粉煤灰：粉煤灰的水化热远小于水泥，在大体积混凝土中掺入20%-25%粉煤灰，不仅可减少水泥用量，又可有效降低水化热。
（5）外加剂：适当选用高效减水剂和引气剂，能够减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，降低水化温升，延迟水化热释放速度，有效防止裂缝。
3.施工技术控制措施
（1）严格控制混凝土的塌落度。在现场设专人进行塌落度的测量，将混凝土的塌落度始终控制在设计范围内，一般以7～9cm 为最佳。
（2）大体积混凝土夏季施工时， 在混凝土内部预埋冷却水管,通循环冷却水， 强制降低混凝土水化热温度。冬季施工时， 采用保温措施进行养护；如技术条件允许，可在混凝土结构中掺加10%~15%的大石块，减少混凝土的用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。
（3）采取分层浇筑的方法，每层浇筑厚度0.5～1.0米，以利于水化热散发和减少约束作用。同时加强混凝土的浇灌振捣，尽量采用两次振捣技术，提高密实度，改善混凝土强度，提高抗裂性。
（4）控制混凝土入模温度，选择较适宜的气温, 尽量避开炎热天气浇筑。
（5）加强混凝土浇筑后的温度控制，夏季做好混凝土的保湿养护，以使混凝土缓缓降温， 充分发挥其徐变特性，减少温度应力。冬季应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度变化； 采取14d的养护时间，确定合理的拆模时间，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。
（6）加强测温和温度监测。随时掌握和控制混凝土内外的温度变化。混凝土内外温差应控制在25℃以内[4]，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，并及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不致过大，有效控制裂缝的出现。
四、结论
本文重点分析了大体积混凝土裂缝产生的原因，同时从设计到施工等方面全面系统的给出了预防控制措施，尽管不能杜绝裂缝的产生，但对减少大体积混凝土有害裂缝的出现起到一定的指导作用。
参考文献：
【1】刘慧斌.张超.赵纪斌.大体积混凝土的施工方法与质量控制[J].施工技术.2013年8月P52~53.
【2】李昕鹏.大体积混凝土裂缝控制[J].施工技术.2011年S1期P45~46.
【3】王铁梦. 工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社. 1997年8月1日出版P108~115.
【4】王顶堂. 大体积混凝土裂缝控制技术应用研究[J]. 安徽建筑工业学院学报(自然科学版), 2008,(06)P50~51 .