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摘 要：大体积混凝土裂缝问题是当前混凝土施工的一个普遍问题，裂缝不仅会降低混凝土的强度、抗冻性，对混凝土的抗渗性和耐久性影响尤为严重，本文结合笔者多年工作经验，针对大体积混凝土结构易发生裂缝这一难点，从混凝土配合比、施工过程、后期养护阶段的降温、保温措施等方面探讨大体积混凝土的结构施工技术。
关键词：大体积混凝土；裂缝控制；温度应力；施工措施
一、大体积混凝土裂缝出现的原因
导致大体积混凝土出现裂缝的原因很多，如地基沉降，原材料配合比不当、混凝土施工和养护工作不当等。
大体积混凝土出现裂缝主要原因是由于截面大，水泥用量大，水泥水化释放的水化热会产生较大的温度变化，形成的温度应力从而导致裂缝的产生。这种温度裂缝分为两种：第一，混凝土浇筑初期（多为表面裂缝）。这种开裂常常会被误认为是混凝土表面的池水、养护不好造成的龟裂。实际上，这种裂缝要比龟裂深的多。第二，混凝土浇筑后数日（深层裂缝及贯穿裂缝）。混凝土浇筑后数日，水泥水化热基本上已释放，混凝土从最高温逐渐降温，降温的结果引起混凝土收缩，再加上由于混凝土中多余水分蒸发、碳化等引起的体积收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束，不能自由变形，导致产生温度应力（拉应力），当该温度应力超过混凝土抗拉强度时，则从约束面开始向上开裂形成温度裂缝。
二、大体积混凝土施工前的裂缝控制措施
2.1加强地质岩土工程勘察工作，为建筑工程的整体建设打好基础
地质勘察单位不仅要对场地的岩土工程地质特征作出准确的分析和判断，还要根据其特征选择科学的混凝土结构施工方案，以有效地避免和防治地基沉降或岩土灾害造成建筑物大面积混凝土裂缝的产生，确保工程完工后建筑物的安全使用。
2.2选择合适的原材料及科学的配合比
2.2.1水泥
为控制大体积混凝土的内部最高温度，宜优先选用低水化热水泥，并最大限度降低水泥用量。与此同时，掺加必要的混凝土掺合材料延缓混凝土终凝时间。应尽可能减少水泥用量，必要时要增大粉煤灰的渗和量（但不能超过规范要求），使混凝土达到设计强度以及和易性的要求。
2.2.2粗骨料
应优先选用热膨胀系数小、含泥量低的骨料，并强调骨料的连续级配（条件许可时、应尽可能使用粒径大的骨科）。因为一方面骨料本身的强度就远大于水泥胶体，另一方面，采用连续级配的骨料，可以提高骨料在混凝土中的所占体积，能大幅度降低水泥用量，从而间接地降低水化热。采用的碎石，粒径5～25mm，含泥量不大于1。
2.2.3细骨料
采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5。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，使水泥水化熱减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
2.2.4粉煤灰
由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。
2.2.5外加剂和配合比的选择
大量工程实践表明，△t在20～25℃以下时，才能保证混凝土不开裂。而实际上，要使混凝土内外温差△t真正小于20～25℃是非静困难的，因此要解决这一问题，就必须在选择适当的外加剂和配合比方面给予考虑、诸如选择掺加适量的减水剂、膨胀剂、粉煤灰等等。混凝土采用由搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。
三、选择合适的施工方法，对大体积混凝土施工中裂缝控制措施
3.1合理分层分段浇筑
大体积混凝土的浇筑顺序应满足水平分层接缝时间的要求，确定浇筑顺序的基本原则是：保证所浇捣的混凝土没有冷缝，即混凝土先后浇筑层间隔时间不超过混凝土初凝时间。混凝土浇筑可根据面积大小和混凝土供应能力采取全面分层、分段分层或斜面分层连续浇筑。分段分层适用于基础长度较大而深度不大的情况。斜面分层适用于基础长度不大，但是深度较大的基础。分层的厚度为300～500mm且不大于震动棒长1.25倍。分段分层多采取踏步式分层推进，一般踏步宽为1.5～2.5m。斜面分层浇灌每层厚度30～35cm，坡度一般取1：6～1：7。为减少大体积混凝土浇筑的蓄热量，减少水化热的积聚，减小温度应力，大体积混凝土的浇筑大多采取斜面分层连续浇筑，每层厚度控制在300mm。
3.2改进混凝土的振动工艺
对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间。
四、大体积混凝土温度应力控制措施
《混凝土结构工程施工质量及验收规范》（GB50204-2011）曾作了如下要求“大体积混凝土表面和内部温差应控制在设计要求的范围内，当设计无具体要求时，温差不宜超过25℃”，并对浇筑温度也作了“不宜超过28℃”的规定。对于大体积混凝土的温差控制一般从3方面着手：①控制混凝土的绝对发热量；②采取有效措施降低混凝土内外温差；③改善周围的约束条件，改进配筋状况、减小裂缝宽度。所以，要真正实现大体积混凝土的质量控制，应降低混凝土的出机温度和浇筑温度：
（1）降低混凝土的出站温度在搅拌站内的搅拌筒上搭设遮阳棚；在混凝土拌合用水的水池中加冰块降温；堆高砂、石骨料，从砂堆、石堆底层取料；提前1d用水喷淋石子降温；有效地降低了混凝土的出站温度。
（2）降低混凝土的浇注温度.采取浇注前对钢筋、模板表面洒水降温；避免模板和新浇注混凝土受阳光直射；尽量利用气温较低的傍晚和晚上进行浇注等措施。
（3）加快运输和入仓速度
浇注过程中加快运输和入仓速度，减少混凝土在运输和浇注过程中的温度回升。除此之外，搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的措施。
五、严格混凝土浇注质量控制
为确保大体积混凝土施工质量，提高混凝土的均匀性和抗裂能力，必须加强对混凝土浇注过程的质量控制。
5.1合理安排混凝土的浇注方法
根据浇注后混凝土的强度增长情况和初凝时间，混凝土的浇注采用分层连续浇注分层振捣的办法，每层浇注厚度约为300mm。
5.2保证混凝土振捣密实
为提高混凝土的密实度，采用二次振捣的回振方法，对于在浇注过程中出现的泌水及时排除。
5.3加强施工现场管理，合理组织施工
为保证混凝土的浇注质量，施工前进行了详细的施工技术交底，现场施工按部位落实到责任人，施工管理人员、操作人员分三班轮流施工，严格交接班制度，确保了施工的高效、高质。
结束语
大体积混凝土产生裂缝是由多种原因造成的，在大体积混凝土施工中，通过合理选择施工材料、优化混凝土配合比、改善施工工艺、提高施工质量、严格施工管理以及加强后期养护等控制措施，在施工中采取全过程的温度监测工作，这样才能防止和控制温度裂缝，避免给工程造成不必要的损失。
参考文献
[1]刘秉京.混凝土技术[M].北京：人民交通出版社，2004
[2]史风香.大体积混凝土裂缝控制研[D].武汉理工大学硕士学位论文，2005.5
[3]范德均.建筑工程大体积混凝土裂缝控制与应用[D].重庆大学硕士学位论文，2006.10
关键词：大体积混凝土；裂缝控制；温度应力；施工措施
一、大体积混凝土裂缝出现的原因
导致大体积混凝土出现裂缝的原因很多，如地基沉降，原材料配合比不当、混凝土施工和养护工作不当等。
大体积混凝土出现裂缝主要原因是由于截面大，水泥用量大，水泥水化释放的水化热会产生较大的温度变化，形成的温度应力从而导致裂缝的产生。这种温度裂缝分为两种：第一，混凝土浇筑初期（多为表面裂缝）。这种开裂常常会被误认为是混凝土表面的池水、养护不好造成的龟裂。实际上，这种裂缝要比龟裂深的多。第二，混凝土浇筑后数日（深层裂缝及贯穿裂缝）。混凝土浇筑后数日，水泥水化热基本上已释放，混凝土从最高温逐渐降温，降温的结果引起混凝土收缩，再加上由于混凝土中多余水分蒸发、碳化等引起的体积收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束，不能自由变形，导致产生温度应力（拉应力），当该温度应力超过混凝土抗拉强度时，则从约束面开始向上开裂形成温度裂缝。
二、大体积混凝土施工前的裂缝控制措施
2.1加强地质岩土工程勘察工作，为建筑工程的整体建设打好基础
地质勘察单位不仅要对场地的岩土工程地质特征作出准确的分析和判断，还要根据其特征选择科学的混凝土结构施工方案，以有效地避免和防治地基沉降或岩土灾害造成建筑物大面积混凝土裂缝的产生，确保工程完工后建筑物的安全使用。
2.2选择合适的原材料及科学的配合比
2.2.1水泥
为控制大体积混凝土的内部最高温度，宜优先选用低水化热水泥，并最大限度降低水泥用量。与此同时，掺加必要的混凝土掺合材料延缓混凝土终凝时间。应尽可能减少水泥用量，必要时要增大粉煤灰的渗和量（但不能超过规范要求），使混凝土达到设计强度以及和易性的要求。
2.2.2粗骨料
应优先选用热膨胀系数小、含泥量低的骨料，并强调骨料的连续级配（条件许可时、应尽可能使用粒径大的骨科）。因为一方面骨料本身的强度就远大于水泥胶体，另一方面，采用连续级配的骨料，可以提高骨料在混凝土中的所占体积，能大幅度降低水泥用量，从而间接地降低水化热。采用的碎石，粒径5～25mm，含泥量不大于1。
2.2.3细骨料
采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5。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，使水泥水化熱减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
2.2.4粉煤灰
由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。
2.2.5外加剂和配合比的选择
大量工程实践表明，△t在20～25℃以下时，才能保证混凝土不开裂。而实际上，要使混凝土内外温差△t真正小于20～25℃是非静困难的，因此要解决这一问题，就必须在选择适当的外加剂和配合比方面给予考虑、诸如选择掺加适量的减水剂、膨胀剂、粉煤灰等等。混凝土采用由搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。
三、选择合适的施工方法，对大体积混凝土施工中裂缝控制措施
3.1合理分层分段浇筑
大体积混凝土的浇筑顺序应满足水平分层接缝时间的要求，确定浇筑顺序的基本原则是：保证所浇捣的混凝土没有冷缝，即混凝土先后浇筑层间隔时间不超过混凝土初凝时间。混凝土浇筑可根据面积大小和混凝土供应能力采取全面分层、分段分层或斜面分层连续浇筑。分段分层适用于基础长度较大而深度不大的情况。斜面分层适用于基础长度不大，但是深度较大的基础。分层的厚度为300～500mm且不大于震动棒长1.25倍。分段分层多采取踏步式分层推进，一般踏步宽为1.5～2.5m。斜面分层浇灌每层厚度30～35cm，坡度一般取1：6～1：7。为减少大体积混凝土浇筑的蓄热量，减少水化热的积聚，减小温度应力，大体积混凝土的浇筑大多采取斜面分层连续浇筑，每层厚度控制在300mm。
3.2改进混凝土的振动工艺
对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间。
四、大体积混凝土温度应力控制措施
《混凝土结构工程施工质量及验收规范》（GB50204-2011）曾作了如下要求“大体积混凝土表面和内部温差应控制在设计要求的范围内，当设计无具体要求时，温差不宜超过25℃”，并对浇筑温度也作了“不宜超过28℃”的规定。对于大体积混凝土的温差控制一般从3方面着手：①控制混凝土的绝对发热量；②采取有效措施降低混凝土内外温差；③改善周围的约束条件，改进配筋状况、减小裂缝宽度。所以，要真正实现大体积混凝土的质量控制，应降低混凝土的出机温度和浇筑温度：
（1）降低混凝土的出站温度在搅拌站内的搅拌筒上搭设遮阳棚；在混凝土拌合用水的水池中加冰块降温；堆高砂、石骨料，从砂堆、石堆底层取料；提前1d用水喷淋石子降温；有效地降低了混凝土的出站温度。
（2）降低混凝土的浇注温度.采取浇注前对钢筋、模板表面洒水降温；避免模板和新浇注混凝土受阳光直射；尽量利用气温较低的傍晚和晚上进行浇注等措施。
（3）加快运输和入仓速度
浇注过程中加快运输和入仓速度，减少混凝土在运输和浇注过程中的温度回升。除此之外，搅拌运输车罐体、泵送管道保温、冷却也是必要的措施。
五、严格混凝土浇注质量控制
为确保大体积混凝土施工质量，提高混凝土的均匀性和抗裂能力，必须加强对混凝土浇注过程的质量控制。
5.1合理安排混凝土的浇注方法
根据浇注后混凝土的强度增长情况和初凝时间，混凝土的浇注采用分层连续浇注分层振捣的办法，每层浇注厚度约为300mm。
5.2保证混凝土振捣密实
为提高混凝土的密实度，采用二次振捣的回振方法，对于在浇注过程中出现的泌水及时排除。
5.3加强施工现场管理，合理组织施工
为保证混凝土的浇注质量，施工前进行了详细的施工技术交底，现场施工按部位落实到责任人，施工管理人员、操作人员分三班轮流施工，严格交接班制度，确保了施工的高效、高质。
结束语
大体积混凝土产生裂缝是由多种原因造成的，在大体积混凝土施工中，通过合理选择施工材料、优化混凝土配合比、改善施工工艺、提高施工质量、严格施工管理以及加强后期养护等控制措施，在施工中采取全过程的温度监测工作，这样才能防止和控制温度裂缝，避免给工程造成不必要的损失。
参考文献
[1]刘秉京.混凝土技术[M].北京：人民交通出版社，2004
[2]史风香.大体积混凝土裂缝控制研[D].武汉理工大学硕士学位论文，2005.5
[3]范德均.建筑工程大体积混凝土裂缝控制与应用[D].重庆大学硕士学位论文，2006.10