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摘要：混凝土结构裂缝的出现会影响到结构的整体性和耐久性，甚至会影响到结构的安全，从而影响结构的使用寿命。因此如何预防裂缝的产生成为设计和施工应引起高度重视的环节。本文通过对大体积混凝土裂缝产生原因进行分析，并提出了防止裂缝发生的措施，可在工程实践中参考应用。
关键词：大体积混凝土、混凝土裂缝、温度应力、防裂措施
Abstract: the appearance of concrete crack will affect the integrity of the structure and durability, and can even affect the safety of the structure, thus affect the structure of service life. Therefore, how to prevent the cracks of become design and construction should be attached link. This article through to the mass concrete crack analysis of causes, and put forward the measures of preventing the crack happens, can be in engineering practice application reference.
Keywords: mass concrete, concrete crack, temperature stress, guards against the crack measures
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
随着建筑施工技术的飞速发展，大体积混凝土在结构中的应用越来越多，所谓大体积混凝土，一般理解为尺寸较大的混凝土，美国混凝土学会给出了大体积混凝土的定义：任何现浇混凝土，其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度的减少开裂影响，既称为大体积混凝土。混凝土开裂问题是工程建设中带有普遍性的技术问题，裂缝一旦形成，特别是基础贯穿裂缝出现在结构的重要部位，危害极大，它会降低结构的耐久性，消弱构件的承载力，同时可能会危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂，是一个值得关注的问题。
二、大体积混凝土裂缝形成的主要原因
裂缝产生原因可分两类：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的 主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝；二是材料型裂缝，是由非受力变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。本文主要探讨材料型裂缝，其产生的主要影响因素如下：
2.1温度应力引起的裂缝（温度裂缝）
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝士的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝士表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
混凝土结构成型后，没有及时覆盖，表面水分散失快，体积收缩大，而混凝土内部湿度变化小，收缩也小，因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面的收缩。
2.2收缩引起的裂缝
混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形，受到外部约束时（支撑条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土開裂。引起混凝土的裂缝主要有干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。
2.2.1干燥收缩
混凝土硬化后，在干燥的环境下，混凝土内部的水分不断向外散失，引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。
2.2.2塑性收缩
塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现，塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态，较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm。
塑性裂缝产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间，环境温度、风速、相对湿度等等。
三、大体积混凝土防裂控制措施
根据上面的裂缝成因分析，材料型裂缝主要是由温差和收缩引起，所以为了防止裂缝的产生，就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩，具体措施如下：3.1 大体积混凝土配合比设计3.1.1 原材料选用。由于水泥的用量直接影响到水化热的多少，大体积混凝土应选用水化热较低的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等，并尽可能减少水泥用量。细骨料宜采用2区中砂，因为使用中砂比用细砂可减少水及水泥的用量。在可泵送情况下粗骨料，选用粒径5—20 mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。使用掺合料，应用添加粉煤灰技术。在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度，推移温升峰值出现时间。3.1.2 外加剂的使用。采用减水剂，如缓凝高效减水剂；采用膨胀剂，如广泛使用u型膨胀剂无水硫铝酸钙或硫酸铝。试验表明，在混凝土添加了膨胀剂之后混凝土内部产生的膨胀应力，可以抵消一部分混凝土的收缩应力，这样，相应地提高混凝土抗裂强度。3.2 温控措施及施工现场控制3.2.1温度预测分析。根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案，采用计算机仿真技术对混凝土施工期温度场和温差进行计算机模拟动态预测，提供结构沿厚度方向的温度分布及随混凝土龄期变化情况，制定混凝土在施工期内不产生温度裂缝的温控标准，进行保温养护优化选择。3.2.2混凝土浇筑方案。采用延缓温差梯度和降温梯度的措施，在浇筑前经详细计算安排分块、分层浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度、前后浇筑的搭接时间；控制混凝土温度并加强振捣，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，保证振捣密实，严防漏振和过振，确保混凝土均匀密实；做好现场协调 组织管理，要有充足的人力、物力、保证施工按计划顺利进行，保证混凝土供应，确保不留冷缝；浇筑后对大体积混凝土表面较厚的水泥浆进行必要的处理，一般浇筑后3～4h内初步用木长刮尺刮平，初凝前用铁滚筒碾压2遍，再用木抹子搓平压实，以控制表面龟裂；混凝土浇灌完后，立即采取有效的保温措施并按规定覆盖养护。
3.2.3混凝土温度监测。在混凝土内部外部设置温度测点，设置保温材料温度测点及养护水温度测点，现场温度监测数据由数据采集仪自动采集并进行整理分析。每一测点的温度值、各测位中心测点与表层测点的温差值，作为研究调整控温措施的依据，防止混凝土出现温度裂缝。3.2.4为反映温控效果可在少数混凝土层中埋设应变计进行温度应力检测，应变计沿水平方向布置检测水平方向应力分量。3.2.5通水冷却。采用薄壁钢管在一些混凝土浇筑分层中埋冷却水管，冷却水管使用前进行试水，防止管道漏水和阻塞，根据混凝土内部温度监测，控制冷却水管进水流量及温度。
四、结束语大体积混凝土裂缝的控制应根据工程的具体情况选择施工措施。可以控制大体积混凝土
水泥用量，选用低水化热水泥，掺加合适的外加剂，优化混凝土配合比，完善浇筑工艺，以
及加强养护工作和温度监测工作等。把这些措施有机结合起来，在常规施工条件下，完全能
控制大体积混凝土施工的裂缝产生，确保大体积混凝土的施工质量。对于应用日益广泛的大
体积混凝土工程，需要不断总结经验，完善技术措施，使大体积混凝土施工更趋于成熟和走
上更加规范化的道路。
参考文献：1.夀BJ224-91，块体基础大体积混凝土施工技术规程[S]。
2.《大体积混凝土施工规范》GB50496—2009 3.《混凝土质量控制标准》GB50164—2011
4. 迟陪云：大体积混凝土开裂的起因及防裂措施.混凝土，2001,(12):3
5. 王铁梦. 工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1977年，158~169
关键词：大体积混凝土、混凝土裂缝、温度应力、防裂措施
Abstract: the appearance of concrete crack will affect the integrity of the structure and durability, and can even affect the safety of the structure, thus affect the structure of service life. Therefore, how to prevent the cracks of become design and construction should be attached link. This article through to the mass concrete crack analysis of causes, and put forward the measures of preventing the crack happens, can be in engineering practice application reference.
Keywords: mass concrete, concrete crack, temperature stress, guards against the crack measures
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
随着建筑施工技术的飞速发展，大体积混凝土在结构中的应用越来越多，所谓大体积混凝土，一般理解为尺寸较大的混凝土，美国混凝土学会给出了大体积混凝土的定义：任何现浇混凝土，其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度的减少开裂影响，既称为大体积混凝土。混凝土开裂问题是工程建设中带有普遍性的技术问题，裂缝一旦形成，特别是基础贯穿裂缝出现在结构的重要部位，危害极大，它会降低结构的耐久性，消弱构件的承载力，同时可能会危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大体积混凝土的开裂，是一个值得关注的问题。
二、大体积混凝土裂缝形成的主要原因
裂缝产生原因可分两类：一是结构型裂缝，是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的 主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝；二是材料型裂缝，是由非受力变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。本文主要探讨材料型裂缝，其产生的主要影响因素如下：
2.1温度应力引起的裂缝（温度裂缝）
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝士的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝士表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。
混凝土结构成型后，没有及时覆盖，表面水分散失快，体积收缩大，而混凝土内部湿度变化小，收缩也小，因而表面收缩变形受到内部混凝土的约束，出现拉应力，引起混凝土表面的收缩。
2.2收缩引起的裂缝
混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形，受到外部约束时（支撑条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土開裂。引起混凝土的裂缝主要有干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等。这里主要介绍干燥收缩和塑性收缩。
2.2.1干燥收缩
混凝土硬化后，在干燥的环境下，混凝土内部的水分不断向外散失，引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。
2.2.2塑性收缩
塑性裂缝多在新浇注的混凝土构件暴露于空气中的上表面出现，塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态，较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm。
塑性裂缝产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间，环境温度、风速、相对湿度等等。
三、大体积混凝土防裂控制措施
根据上面的裂缝成因分析，材料型裂缝主要是由温差和收缩引起，所以为了防止裂缝的产生，就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩，具体措施如下：3.1 大体积混凝土配合比设计3.1.1 原材料选用。由于水泥的用量直接影响到水化热的多少，大体积混凝土应选用水化热较低的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等，并尽可能减少水泥用量。细骨料宜采用2区中砂，因为使用中砂比用细砂可减少水及水泥的用量。在可泵送情况下粗骨料，选用粒径5—20 mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。使用掺合料，应用添加粉煤灰技术。在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度，推移温升峰值出现时间。3.1.2 外加剂的使用。采用减水剂，如缓凝高效减水剂；采用膨胀剂，如广泛使用u型膨胀剂无水硫铝酸钙或硫酸铝。试验表明，在混凝土添加了膨胀剂之后混凝土内部产生的膨胀应力，可以抵消一部分混凝土的收缩应力，这样，相应地提高混凝土抗裂强度。3.2 温控措施及施工现场控制3.2.1温度预测分析。根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案，采用计算机仿真技术对混凝土施工期温度场和温差进行计算机模拟动态预测，提供结构沿厚度方向的温度分布及随混凝土龄期变化情况，制定混凝土在施工期内不产生温度裂缝的温控标准，进行保温养护优化选择。3.2.2混凝土浇筑方案。采用延缓温差梯度和降温梯度的措施，在浇筑前经详细计算安排分块、分层浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度、前后浇筑的搭接时间；控制混凝土温度并加强振捣，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，保证振捣密实，严防漏振和过振，确保混凝土均匀密实；做好现场协调 组织管理，要有充足的人力、物力、保证施工按计划顺利进行，保证混凝土供应，确保不留冷缝；浇筑后对大体积混凝土表面较厚的水泥浆进行必要的处理，一般浇筑后3～4h内初步用木长刮尺刮平，初凝前用铁滚筒碾压2遍，再用木抹子搓平压实，以控制表面龟裂；混凝土浇灌完后，立即采取有效的保温措施并按规定覆盖养护。
3.2.3混凝土温度监测。在混凝土内部外部设置温度测点，设置保温材料温度测点及养护水温度测点，现场温度监测数据由数据采集仪自动采集并进行整理分析。每一测点的温度值、各测位中心测点与表层测点的温差值，作为研究调整控温措施的依据，防止混凝土出现温度裂缝。3.2.4为反映温控效果可在少数混凝土层中埋设应变计进行温度应力检测，应变计沿水平方向布置检测水平方向应力分量。3.2.5通水冷却。采用薄壁钢管在一些混凝土浇筑分层中埋冷却水管，冷却水管使用前进行试水，防止管道漏水和阻塞，根据混凝土内部温度监测，控制冷却水管进水流量及温度。
四、结束语大体积混凝土裂缝的控制应根据工程的具体情况选择施工措施。可以控制大体积混凝土
水泥用量，选用低水化热水泥，掺加合适的外加剂，优化混凝土配合比，完善浇筑工艺，以
及加强养护工作和温度监测工作等。把这些措施有机结合起来，在常规施工条件下，完全能
控制大体积混凝土施工的裂缝产生，确保大体积混凝土的施工质量。对于应用日益广泛的大
体积混凝土工程，需要不断总结经验，完善技术措施，使大体积混凝土施工更趋于成熟和走
上更加规范化的道路。
参考文献：1.夀BJ224-91，块体基础大体积混凝土施工技术规程[S]。
2.《大体积混凝土施工规范》GB50496—2009 3.《混凝土质量控制标准》GB50164—2011
4. 迟陪云：大体积混凝土开裂的起因及防裂措施.混凝土，2001,(12):3
5. 王铁梦. 工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1977年，158~169