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摘要：简述大体积混凝土裂缝产生的原因，通过裂缝预测、现场控制，材料选择，混凝土的养护等方面，减少和控制裂缝的出现。
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；裂缝控制；混凝土施工
Abstract: This paper introduces the generating reasons of mass concrete crack, fracture prediction, through on-site control, selection of materials, concrete curing and so on, reduce and control the cracks.
Key words: mass concrete; temperature crack; crack control; concrete construction
中图分类号：TV544+.91文献标识码：A 文章编号：
引言
随着基础建设不断发展，在施工过程中大体积混凝土越来越多，工程实践证明，大体积混凝土施工控制裂缝难度比较大，裂缝的机率较多，施工工艺不得当，将会造成无法估量的损失。为了降低经济损失，我们要减少和控制裂缝的出现。
从裂缝的形成过程可以看到，大体积混凝土之所以开裂，是由于水泥的水化反应释放出的水化热和由于内外温差产生温度应力引起的裂缝。大体积混凝土工程施工前，应对施工阶段大体积混凝土浇筑块体的温度、温度应力及收缩应力进行验算，确定施工阶段大体积混凝土浇筑的升温峰值、内外温差及降温速度的控制指标，制定温控施工的技术措施，包括混凝土原材料的选择、混凝土拌制运输过程中的降温措施、保温养护措施、温度监测方法等，以防止或控制有害温度裂缝(包括收缩)的发生，确保工程质量。
一、温度变化引起的裂缝
1.由于温差较大引起的，混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化熱，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大（内外温差大于2 5℃），混凝土内部产生的大量水化热高于外部，此时混凝土表面将受到很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度较低，容易被温度引起的拉应力拉裂从而产生温度裂缝。
2、在夏天的炎热或大风天气，混凝土表面水分蒸发过快以及混凝土水化热高，在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时易产生塑性收缩裂缝。
二、温度裂缝形成的过程
1、初期裂缝：就是在混凝土浇筑的升温期，由于水化热使混凝土浇筑后2-3天温度急剧上升，内热外冷引起“约束力”，超过混凝土抗拉强度引起裂缝。
2、中期裂缝：就是水化热降温期，当水化热温升到达峰值后逐渐下降，水化热散尽时结构物的温度接近环境温度，此间结构物温度引起“外约束力”，超过混凝土抗拉强度引起裂缝。
3、后期裂缝：当混凝土接近周围环境条件之后保持相对稳定，而当环境条件下剧变时，由于混凝土为不良导体，形成温度梯度，当温度梯度较大时，混凝土产生裂缝。
三、混凝土入模温度控制
1、温度裂缝的产生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在规范允许的范围之内，要进行有效的控制，就必须进行科学预测，以保证控制的准确性。对温度应力的控制现场一般是进行温控。在浇筑混凝土时，采用温度传感片和测温仪，从浇筑开始测温（包括入模温度，环境温度），并及时抹压（特别是初凝前）和保温保湿养护。浇筑完后根据温控指标，及时调整保温保湿养护措施。
2、温度影响系数受多种因素影响，其中温度、湿度、散热界面（土、空气、钢模板），初凝时间、风速、温差等影响较大，特别是风速和温差较大时，温度影响系数大大降低，最高温升将降低，这与我们的实测结果是相吻合的。但为防止降温过快，形成大的温度梯度，夏季选用蓄水养护,秋冬季加盖棉毡、草帘。如果建筑工地风大、干燥，在拆模后及时采取防风，保温措施，并及时做好素土回填，结果验证这些方法对温度影响系数的改变是非常起作用的，事实表明控制非常明显。
四、保证大体积混凝土质量的措施
1．选合适水泥和严格控制水泥用量
优先采用525R型普通硅酸盐水泥，425R普通硅酸盐水泥等高标号水泥，以减少水泥用量。选用低热水泥，减少水化热，降低混凝土的温升值。并尽量选用后期强度稳定性水泥，降低水泥量，并延缓峰值。在满足设计和混凝土可泵性的前提下，将425R硅酸盐水泥用量控制在450kg／m3，525R硅酸盐水泥用量控制在360kg／m3。以降低混凝土最高温升，降低混凝土所受的拉应力。 2. 严格控制骨料级配和合泥量选用10.40mm连续级配碎石(其中10.30mm级配含量60％左右)，细度模数2.80-3.00的中砂。砂、石含泥量控制在1％以内，并不得混有有机质等杂物，杜绝使用海砂。
3.选择适当外加剂
可根据设计要求，混凝土中掺加一定用量外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂。外加剂中糖钙能提高混凝土的和易性，使用水量减少20％左右，水灰比可控制在0.50以下，初凝延长到6h左右。
4. 选择优化混凝土配合比
选用良好级配的骨料，严格控制砂石质量，降低水灰比，并在混凝土中掺加粉煤灰和外加剂等，以降低水泥用量，减少水化热，以降低混凝土温升，从而可以降低混凝土所受的拉应力。
5.采用切实可行的施工工艺
根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。
6.严格控制混凝土入模温度
大体积混凝土最好选在春秋季施工，以降低入模温度，既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模温度，再者浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒。施工过程中应对碎石洒水降温，保证水泥库通风良好，自来水预可先放入地下蓄水池中降温。
7.加适当预埋件
在混凝土容易裂缝部位埋设应力应变传感片，直接测试拉应力，以便更直接控制混凝土，确保混凝土不裂缝。在基础面筋上加设铁丝网或小直径钢筋网，以提高混凝土表面抗裂性。如2.50m厚承台设计时，在承台中间设置水平抗缩钢筋网片。采用“水平分层间隙”施工方法，分两层进行浇筑，间隙时间7d以上，分层厚度各1.5m，抗缩钢筋网设置在下层1.5m的上表面。在工期允许的情况下，这种施工方法可降低内部最高温升、减少人力、材料及机械设备的投入。
8．改进施工技术措施
施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护。由于钢筋是热的良导体，易产生大的温度梯度，这是裂缝产生的一个主要环节。同时加强初凝前的抹压，以消除初期裂缝，并加强早期养护，提高混凝土抗拉强度。
9．加强混凝土浇筑后的养护
混凝土浇筑后，应尽快回填土—土是混凝土最好的养护材料之一。目前这是混凝土保温保湿养护的最有效方法，对预防裂缝是非常有益的。如采用蓄水法保温养护，在混凝土施工期间可通入冷却循环水，以便加快承台内部热量的散发。如采用内散外蓄综合养护措施，可有效降低混凝土的温升值，且可大大缩短养护周期，对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。
10.加强技术管理
加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工，明确分工，责任到人。加强计量监测工作，定时检查并做好详细记录，认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取措施加以杜绝。在变截面施工前，一定要加强预测，并保证预测的科学性。同时在实施过程中，要切实落实施工方案。
11. 加强混凝土的温度测量
为及时掌握混凝土内部温升与表面温度的变化值，在承台内埋没若干个测温点，采用L形布置，每个测温点埋设温管2根于承台混凝土的中心位置，测量混凝土中心的最高温升，另一根管底距承台上表面100 mm，测量混凝土的表面温度，测温管均露出混凝土表面100 mm。用100的红色水银温度计测温，以方便读数。第l-5d每2h测温1次，第6d后每4h测温1次，测至温度稳定为止。从已有施工经验的测温情况看，混凝土内部温升的高峰值一般在3.5d内产生，3d内温度可上升到或接近最大温升，内外温差值在20℃左右，控制在规范规定范围内，未发现异常现象。
12.采取相应技术措施
大体积混凝土采用泵送工艺，泵送过程中，常会发生输送管堵塞故障，提高泵送混凝土的可泵性十分重要。须合理选择泵送压力，泵管直径，输送管线布置应合理。输送泵管上须遮盖湿麻袋，并经常淋水散热。混凝上中的砂石要有良好的级配，碎石最大粒径与输送管径之比宜1：3，砂率宜在40％-45％间，水灰比宜在0.5-0.55间，坍落度宜在15-18cm间。
及时与气象台取得联系，收听天气情况。由于大体积混凝土承台连续浇筑，故浇筑现场须设防雨棚，并在基坑四周，设置水沟和集水井和抽水泵。
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；裂缝控制；混凝土施工
Abstract: This paper introduces the generating reasons of mass concrete crack, fracture prediction, through on-site control, selection of materials, concrete curing and so on, reduce and control the cracks.
Key words: mass concrete; temperature crack; crack control; concrete construction
中图分类号：TV544+.91文献标识码：A 文章编号：
引言
随着基础建设不断发展，在施工过程中大体积混凝土越来越多，工程实践证明，大体积混凝土施工控制裂缝难度比较大，裂缝的机率较多，施工工艺不得当，将会造成无法估量的损失。为了降低经济损失，我们要减少和控制裂缝的出现。
从裂缝的形成过程可以看到，大体积混凝土之所以开裂，是由于水泥的水化反应释放出的水化热和由于内外温差产生温度应力引起的裂缝。大体积混凝土工程施工前，应对施工阶段大体积混凝土浇筑块体的温度、温度应力及收缩应力进行验算，确定施工阶段大体积混凝土浇筑的升温峰值、内外温差及降温速度的控制指标，制定温控施工的技术措施，包括混凝土原材料的选择、混凝土拌制运输过程中的降温措施、保温养护措施、温度监测方法等，以防止或控制有害温度裂缝(包括收缩)的发生，确保工程质量。
一、温度变化引起的裂缝
1.由于温差较大引起的，混凝土结构在硬化期间水泥放出大量水化熱，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部温差较大（内外温差大于2 5℃），混凝土内部产生的大量水化热高于外部，此时混凝土表面将受到很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度较低，容易被温度引起的拉应力拉裂从而产生温度裂缝。
2、在夏天的炎热或大风天气，混凝土表面水分蒸发过快以及混凝土水化热高，在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时易产生塑性收缩裂缝。
二、温度裂缝形成的过程
1、初期裂缝：就是在混凝土浇筑的升温期，由于水化热使混凝土浇筑后2-3天温度急剧上升，内热外冷引起“约束力”，超过混凝土抗拉强度引起裂缝。
2、中期裂缝：就是水化热降温期，当水化热温升到达峰值后逐渐下降，水化热散尽时结构物的温度接近环境温度，此间结构物温度引起“外约束力”，超过混凝土抗拉强度引起裂缝。
3、后期裂缝：当混凝土接近周围环境条件之后保持相对稳定，而当环境条件下剧变时，由于混凝土为不良导体，形成温度梯度，当温度梯度较大时，混凝土产生裂缝。
三、混凝土入模温度控制
1、温度裂缝的产生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在规范允许的范围之内，要进行有效的控制，就必须进行科学预测，以保证控制的准确性。对温度应力的控制现场一般是进行温控。在浇筑混凝土时，采用温度传感片和测温仪，从浇筑开始测温（包括入模温度，环境温度），并及时抹压（特别是初凝前）和保温保湿养护。浇筑完后根据温控指标，及时调整保温保湿养护措施。
2、温度影响系数受多种因素影响，其中温度、湿度、散热界面（土、空气、钢模板），初凝时间、风速、温差等影响较大，特别是风速和温差较大时，温度影响系数大大降低，最高温升将降低，这与我们的实测结果是相吻合的。但为防止降温过快，形成大的温度梯度，夏季选用蓄水养护,秋冬季加盖棉毡、草帘。如果建筑工地风大、干燥，在拆模后及时采取防风，保温措施，并及时做好素土回填，结果验证这些方法对温度影响系数的改变是非常起作用的，事实表明控制非常明显。
四、保证大体积混凝土质量的措施
1．选合适水泥和严格控制水泥用量
优先采用525R型普通硅酸盐水泥，425R普通硅酸盐水泥等高标号水泥，以减少水泥用量。选用低热水泥，减少水化热，降低混凝土的温升值。并尽量选用后期强度稳定性水泥，降低水泥量，并延缓峰值。在满足设计和混凝土可泵性的前提下，将425R硅酸盐水泥用量控制在450kg／m3，525R硅酸盐水泥用量控制在360kg／m3。以降低混凝土最高温升，降低混凝土所受的拉应力。 2. 严格控制骨料级配和合泥量选用10.40mm连续级配碎石(其中10.30mm级配含量60％左右)，细度模数2.80-3.00的中砂。砂、石含泥量控制在1％以内，并不得混有有机质等杂物，杜绝使用海砂。
3.选择适当外加剂
可根据设计要求，混凝土中掺加一定用量外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂。外加剂中糖钙能提高混凝土的和易性，使用水量减少20％左右，水灰比可控制在0.50以下，初凝延长到6h左右。
4. 选择优化混凝土配合比
选用良好级配的骨料，严格控制砂石质量，降低水灰比，并在混凝土中掺加粉煤灰和外加剂等，以降低水泥用量，减少水化热，以降低混凝土温升，从而可以降低混凝土所受的拉应力。
5.采用切实可行的施工工艺
根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。
6.严格控制混凝土入模温度
大体积混凝土最好选在春秋季施工，以降低入模温度，既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模温度，再者浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒。施工过程中应对碎石洒水降温，保证水泥库通风良好，自来水预可先放入地下蓄水池中降温。
7.加适当预埋件
在混凝土容易裂缝部位埋设应力应变传感片，直接测试拉应力，以便更直接控制混凝土，确保混凝土不裂缝。在基础面筋上加设铁丝网或小直径钢筋网，以提高混凝土表面抗裂性。如2.50m厚承台设计时，在承台中间设置水平抗缩钢筋网片。采用“水平分层间隙”施工方法，分两层进行浇筑，间隙时间7d以上，分层厚度各1.5m，抗缩钢筋网设置在下层1.5m的上表面。在工期允许的情况下，这种施工方法可降低内部最高温升、减少人力、材料及机械设备的投入。
8．改进施工技术措施
施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护。由于钢筋是热的良导体，易产生大的温度梯度，这是裂缝产生的一个主要环节。同时加强初凝前的抹压，以消除初期裂缝，并加强早期养护，提高混凝土抗拉强度。
9．加强混凝土浇筑后的养护
混凝土浇筑后，应尽快回填土—土是混凝土最好的养护材料之一。目前这是混凝土保温保湿养护的最有效方法，对预防裂缝是非常有益的。如采用蓄水法保温养护，在混凝土施工期间可通入冷却循环水，以便加快承台内部热量的散发。如采用内散外蓄综合养护措施，可有效降低混凝土的温升值，且可大大缩短养护周期，对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。
10.加强技术管理
加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工，明确分工，责任到人。加强计量监测工作，定时检查并做好详细记录，认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取措施加以杜绝。在变截面施工前，一定要加强预测，并保证预测的科学性。同时在实施过程中，要切实落实施工方案。
11. 加强混凝土的温度测量
为及时掌握混凝土内部温升与表面温度的变化值，在承台内埋没若干个测温点，采用L形布置，每个测温点埋设温管2根于承台混凝土的中心位置，测量混凝土中心的最高温升，另一根管底距承台上表面100 mm，测量混凝土的表面温度，测温管均露出混凝土表面100 mm。用100的红色水银温度计测温，以方便读数。第l-5d每2h测温1次，第6d后每4h测温1次，测至温度稳定为止。从已有施工经验的测温情况看，混凝土内部温升的高峰值一般在3.5d内产生，3d内温度可上升到或接近最大温升，内外温差值在20℃左右，控制在规范规定范围内，未发现异常现象。
12.采取相应技术措施
大体积混凝土采用泵送工艺，泵送过程中，常会发生输送管堵塞故障，提高泵送混凝土的可泵性十分重要。须合理选择泵送压力，泵管直径，输送管线布置应合理。输送泵管上须遮盖湿麻袋，并经常淋水散热。混凝上中的砂石要有良好的级配，碎石最大粒径与输送管径之比宜1：3，砂率宜在40％-45％间，水灰比宜在0.5-0.55间，坍落度宜在15-18cm间。
及时与气象台取得联系，收听天气情况。由于大体积混凝土承台连续浇筑，故浇筑现场须设防雨棚，并在基坑四周，设置水沟和集水井和抽水泵。