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【摘要】大体积砼具有形体庞大、混凝土数量多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、混凝土绝热温升高和收缩的特性。为控制大体积混凝土裂缝，提高施工质量，应从大体积砼的特性出发，控制温升、减慢降温速率、减少混凝土收缩、改善约束条件，科学配置，减少裂缝现象的发生，从而达到预期的施工目标。
【关键词】大体积混凝土；裂缝；控制
伴随着经济的发展，我国工程建设进入新的发展阶段。在国家节能减排的号召下，大体积混凝土的施工日益增多。而大体积混凝土的施工涉及设计、材料、机械、施工环境等多个因素，难度较大，为减少裂缝现象的发生，我们应结合实际情况、统筹全局、科学试配、合理选择混凝土浇灌时机，严格按照施工规范进行施工，实现预期的施工目标。
1、大体积混凝土裂缝产生的原因
1.1内部和表面温差
在混凝土凝结硬化的过程中，因为水泥水化作用，会出现升温现象，而混凝土的导热性能较差，外部的水化热量快速散失，而结构内部的水化热不易散失，各部位产生温度差。在混凝土内部和外部产生较大的温差时，会产生温度变形。温度应力和温差呈现正相关关系，温度应力伴随着温差的增大而增大，当温度应力超过混凝土内外的结构约束力时，裂缝现象发生。因为大体积混凝土形体庞大需要的水泥量巨大，尺寸愈大，温度应力越大，导致大体积混凝土常常发生裂缝。
1.2抗拉能力低
混凝土作为一种脆性材料，抗压能力较强，而抗拉能力较差。抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右；极限拉伸也很小，通常不足1×10-4。因为大体积混凝土易产生温度变形，如果大体积混凝土在温度变形时受约束产生的拉应力超过抗拉强度时就会产生裂缝。虽然在设计时要求不出现拉应力和出现在极限拉伸程度下的拉应力，但是在具体的施工设计时，由于温度变化而产生较大的拉应力，而把温度变化产生的拉应力控制在极限拉伸下又是极为困难的，因而大体积混凝土常常发生裂缝。
1.3约束影响
体积变化受约束会产生拉应力。约束分为外约束和内约束。外约束是指基础或其他外界因素对结构物的约束；内约束是因为表面体积收缩，受内部约束。外约束和内约束都会产生拉应力。而产生的原因均来自水泥水化产生的热量，在表面易于散失而在内部不易散失。内约束在受到气温骤降会产生温度变形而产生拉应力，由此产生的裂缝主要是表面裂缝。
2、大体积混凝土裂缝的控制
2.1大体积混凝土的原材料选择和质量要求
大体积混凝土的原材料料选择主要包括水泥、粗细骨料、混合料和外加剂。水泥作为混凝土的主要材料，应选用水化热较低的水泥来尽量降低单位水泥用量，因为裂缝产生的主要原因在于水泥水化产生的热量，在内部和外部产生温度应力而发生裂缝；粗细骨料的选择应符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》，骨料的选用应级配合理、粒形良好、质地均匀坚固，岩石的抗压强度与混凝土的等级之比不应小于1.5，同时降低温凝土的干缩；混合料和外加剂作为重要的辅助材料，在混凝土中如加入水泥重量0.25%木质素磺酸钙就能减少10%的拌合用水，从而降低水化热，并延缓水化热的释放速度，减缓水化热峰值的出现；在混凝土中掺入适量的煤粉灰可以代替部分水泥，减少混凝土的用水量，即减少了水化热，减少泌水和离析现象的发生。在混凝土中掺入混合料的主要目的在于减少水泥或者用水，减少水化热延缓水化热的释放速度。而在混凝土中掺入外加剂，能够增加混凝土的结构密实性，补偿混凝土的干缩冷缩提高防渗能力，如加入UEA膨胀剂。
优化混凝土配合比，根据选用的原料，确定混凝土配合比。根据施工要求确定混凝土配置强度和施工坍落度；确定单位用水量，选择水灰比；确定混凝土砂率，计算单位混凝土粗、细集料用量；在高性价比的原则下，确定混合料和掺加剂的类型和用量；对理论基准配合比设计的结果进行试拌调整并确定试验室配合比。
掌握大体积混凝土的温度变化规律，对温度变化及时进行观测，在底板混凝土的上、中、下进行布点观测，及时了解温差对于混凝土质量的影响，便于采取相应的技术措施，防止混凝土开裂现象的发生。施工中严格执行《混凝土工程施工及验收规范》，满足表面和内部温差“不宜超过25℃”的要求。
2.2大体积混凝土的施工工艺
对大体积混凝土，采取分层分块浇筑方式施工，在第一层混凝土还未初凝前，浇筑上一层，振动棒应插入下一层50mm-100mm以消除裂缝，同时施工中要严格控制震动时间，防止石子下沉引起的混凝土结构不均匀；施工中注意分散混凝土的放热峰值。在混凝土初凝时粗抹面一次，在混凝土终凝前，进行第二次抹光，尽量消除混凝土表面的龟裂裂纹，防止建成后出现气温骤降而发生的开裂；施工现场应注意遮蔽，防止烈日暴晒混凝土表面；控制浇筑温度，使新拌混凝土的温度尽量控制在6℃以下，为达到温度要求，可采取水中加碎冰的方式；另处施工现场还应预埋冷却水管，用循环水进行人工导热，降低混凝土的内部温度，以减少水化热的释放。
混凝土养护的目的是在适宜的温度和湿度环境下使混凝土凝结硬化，逐渐达到设计要求的强度。通常情况下可采用自然养护，但注意要用可行的材料覆盖混凝土表面并适当浇水，使混凝土在规定的时间内保持足够的湿润状态。在条件允许的情况下，可辅助以喷膜养护和蒸汽养护等多种方式，控制内外温差防止早期和中期裂缝。
结语：
伴随我国经济的迅速发展，工程建设发展进入新的时代。在我国节能减排的号召下，大体积混凝土的发展日益增多，但由于本身绝热温升高和收缩的特性导致裂缝现象频繁，我们应该通过在符合质量要求的前提下选择合适的材料，提高大型混凝土的施工工艺，减少混凝土裂缝现象的发生达到预期的工程目标。
参考文献：
[1]吕斌.大型机械化衬砌渠道混凝土早期裂缝的预防与控制[J].水利水电技术，2014，45（6）：63-64.DOI：
[2]于挺峰.浅谈大型混凝土裂缝与控制措施分析[J].城市建设理论研究，2011，（31）.
[3]廖宏志.大型重力式沉箱码头胸墙混凝土裂缝的认识与防治[J].城市建设理论研究，2012，（13）.
作者简介：
廖荣（1964-），女，副教授。
【关键词】大体积混凝土；裂缝；控制
伴随着经济的发展，我国工程建设进入新的发展阶段。在国家节能减排的号召下，大体积混凝土的施工日益增多。而大体积混凝土的施工涉及设计、材料、机械、施工环境等多个因素，难度较大，为减少裂缝现象的发生，我们应结合实际情况、统筹全局、科学试配、合理选择混凝土浇灌时机，严格按照施工规范进行施工，实现预期的施工目标。
1、大体积混凝土裂缝产生的原因
1.1内部和表面温差
在混凝土凝结硬化的过程中，因为水泥水化作用，会出现升温现象，而混凝土的导热性能较差，外部的水化热量快速散失，而结构内部的水化热不易散失，各部位产生温度差。在混凝土内部和外部产生较大的温差时，会产生温度变形。温度应力和温差呈现正相关关系，温度应力伴随着温差的增大而增大，当温度应力超过混凝土内外的结构约束力时，裂缝现象发生。因为大体积混凝土形体庞大需要的水泥量巨大，尺寸愈大，温度应力越大，导致大体积混凝土常常发生裂缝。
1.2抗拉能力低
混凝土作为一种脆性材料，抗压能力较强，而抗拉能力较差。抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右；极限拉伸也很小，通常不足1×10-4。因为大体积混凝土易产生温度变形，如果大体积混凝土在温度变形时受约束产生的拉应力超过抗拉强度时就会产生裂缝。虽然在设计时要求不出现拉应力和出现在极限拉伸程度下的拉应力，但是在具体的施工设计时，由于温度变化而产生较大的拉应力，而把温度变化产生的拉应力控制在极限拉伸下又是极为困难的，因而大体积混凝土常常发生裂缝。
1.3约束影响
体积变化受约束会产生拉应力。约束分为外约束和内约束。外约束是指基础或其他外界因素对结构物的约束；内约束是因为表面体积收缩，受内部约束。外约束和内约束都会产生拉应力。而产生的原因均来自水泥水化产生的热量，在表面易于散失而在内部不易散失。内约束在受到气温骤降会产生温度变形而产生拉应力，由此产生的裂缝主要是表面裂缝。
2、大体积混凝土裂缝的控制
2.1大体积混凝土的原材料选择和质量要求
大体积混凝土的原材料料选择主要包括水泥、粗细骨料、混合料和外加剂。水泥作为混凝土的主要材料，应选用水化热较低的水泥来尽量降低单位水泥用量，因为裂缝产生的主要原因在于水泥水化产生的热量，在内部和外部产生温度应力而发生裂缝；粗细骨料的选择应符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》，骨料的选用应级配合理、粒形良好、质地均匀坚固，岩石的抗压强度与混凝土的等级之比不应小于1.5，同时降低温凝土的干缩；混合料和外加剂作为重要的辅助材料，在混凝土中如加入水泥重量0.25%木质素磺酸钙就能减少10%的拌合用水，从而降低水化热，并延缓水化热的释放速度，减缓水化热峰值的出现；在混凝土中掺入适量的煤粉灰可以代替部分水泥，减少混凝土的用水量，即减少了水化热，减少泌水和离析现象的发生。在混凝土中掺入混合料的主要目的在于减少水泥或者用水，减少水化热延缓水化热的释放速度。而在混凝土中掺入外加剂，能够增加混凝土的结构密实性，补偿混凝土的干缩冷缩提高防渗能力，如加入UEA膨胀剂。
优化混凝土配合比，根据选用的原料，确定混凝土配合比。根据施工要求确定混凝土配置强度和施工坍落度；确定单位用水量，选择水灰比；确定混凝土砂率，计算单位混凝土粗、细集料用量；在高性价比的原则下，确定混合料和掺加剂的类型和用量；对理论基准配合比设计的结果进行试拌调整并确定试验室配合比。
掌握大体积混凝土的温度变化规律，对温度变化及时进行观测，在底板混凝土的上、中、下进行布点观测，及时了解温差对于混凝土质量的影响，便于采取相应的技术措施，防止混凝土开裂现象的发生。施工中严格执行《混凝土工程施工及验收规范》，满足表面和内部温差“不宜超过25℃”的要求。
2.2大体积混凝土的施工工艺
对大体积混凝土，采取分层分块浇筑方式施工，在第一层混凝土还未初凝前，浇筑上一层，振动棒应插入下一层50mm-100mm以消除裂缝，同时施工中要严格控制震动时间，防止石子下沉引起的混凝土结构不均匀；施工中注意分散混凝土的放热峰值。在混凝土初凝时粗抹面一次，在混凝土终凝前，进行第二次抹光，尽量消除混凝土表面的龟裂裂纹，防止建成后出现气温骤降而发生的开裂；施工现场应注意遮蔽，防止烈日暴晒混凝土表面；控制浇筑温度，使新拌混凝土的温度尽量控制在6℃以下，为达到温度要求，可采取水中加碎冰的方式；另处施工现场还应预埋冷却水管，用循环水进行人工导热，降低混凝土的内部温度，以减少水化热的释放。
混凝土养护的目的是在适宜的温度和湿度环境下使混凝土凝结硬化，逐渐达到设计要求的强度。通常情况下可采用自然养护，但注意要用可行的材料覆盖混凝土表面并适当浇水，使混凝土在规定的时间内保持足够的湿润状态。在条件允许的情况下，可辅助以喷膜养护和蒸汽养护等多种方式，控制内外温差防止早期和中期裂缝。
结语：
伴随我国经济的迅速发展，工程建设发展进入新的时代。在我国节能减排的号召下，大体积混凝土的发展日益增多，但由于本身绝热温升高和收缩的特性导致裂缝现象频繁，我们应该通过在符合质量要求的前提下选择合适的材料，提高大型混凝土的施工工艺，减少混凝土裂缝现象的发生达到预期的工程目标。
参考文献：
[1]吕斌.大型机械化衬砌渠道混凝土早期裂缝的预防与控制[J].水利水电技术，2014，45（6）：63-64.DOI：
[2]于挺峰.浅谈大型混凝土裂缝与控制措施分析[J].城市建设理论研究，2011，（31）.
[3]廖宏志.大型重力式沉箱码头胸墙混凝土裂缝的认识与防治[J].城市建设理论研究，2012，（13）.
作者简介：
廖荣（1964-），女，副教授。