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摘要：本文主要论述了在土木工程中大体积混凝土裂缝产生的几个常见原因，并提出了一些防治的措施，供业内人士共同探讨。
关键词：大体积混凝土；裂缝；成因；防治
一、大体积混凝土裂缝的形成原因
大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝切断了结构的断面，极有可能破坏结构的整体性和稳定性，是最为严重的，混凝土表面裂缝如果不加以治理防护，会发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。大体积混凝土的裂缝形成的原因很多，主要是分为以下几种：
1.1水泥水化热
水泥在水化的过程中会产生大量的热量，这样会使混凝土的内部温度升高。由于大体积混凝土结构断面比较较厚，表面系数相对较小，这样导致了混凝土内部温度与外部温度相差较大。温差越大，温度应力和温度变形就会产生。温差越大，温度应力就会越大，最终就会导致裂缝的产生。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增加。另外，混凝土的内部温度还与混凝土的厚度和水泥用量多少有关，混凝土越厚，水泥用量越大，内部温度就会越高。因此，控制混凝土内部与表面的温差是防止混凝土出现裂缝的关键。
1.2外界气温湿度的变化
大体积混凝土在施工阶段，浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成了混凝土的内部温度。由于浇筑温度是随着外界气温的变化而变化，成正比的关系，也即外界气温越高，浇筑温度也就越高。当气温骤降的时候，会大大的增加混凝土内外温差。温差过大就会引起温度变形，进而导致温度应力的产生，这个时候就极容易造成裂缝。因此要采取各种措施来控制温度，防止开裂。
1.3混凝土的收缩
混凝土收缩是指混凝土在凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小的现象，一般可以分为沉缩、化学收缩、干燥收缩和碳化收缩。早在波特兰水泥出现不久，人们就发现：混凝土在干燥条件下会引起体积缩小，在潮湿的环境中或者水中则会膨胀。混凝土收缩的主要原因在于其内部水分的蒸发，因为混凝土中大致上是20%水分是水泥硬化所需要的，其余80%的水分是要蒸发的，而在蒸发的过程中就必然会引起收缩。混凝土在收缩的过程中，没有收到任何外力的影响时会自发变形，而在受到外部条件的影响时，譬如钢筋、支撑条件等，这个时候就会产生拉应力，使得混凝土开裂。
二、防治措施
大体积的混凝土裂缝在施工中的危害是极其严重的，为了防止裂缝，可以根据混凝土裂缝形成的主要原因来采取相应的措施，防止裂缝的形成，保证土木工程建设的安全。
2.1水泥的品种和用量选择
在水泥的矿物质中，按照发热速率和发热量的大小排行，由大到小，依次可以排为：铝酸三钙（c3A）硅酸三钙（C3A）硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙（C4AF）。从水泥的成分中可以得出：水泥释放的温度是与水泥内的矿物质的成分组成息息相关的。而且水泥越细发热速率越快，但是不会影响到最终的发热量。所以，为防止裂缝的产生，要减少水泥的用量。
2.2控制温度
由前文可知，温度和湿度的变化是混凝土裂缝产生的主要原因，所以必须控制好温度。在这一点上可以从以下几个方面着手。第一，减少混凝土中水泥的用量，从混凝土的组成部分上对其进行优化组合。譬如：在大体积混凝土中掺杂一定比例的粉煤灰，这样可以使得混凝土更加的密实，在一定程度上可以降低混凝土的收缩率；同时，粉煤灰等掺合料，还可以降低大体积混凝土由于水泥水化热引起的内部温升，在一定程度上提高混凝土的强度和抗裂能力。第二，降低混凝土的浇筑温度是关键，这直接关系到了混凝土内外温差的大小。在这一点上可以在拌合混凝土的时候加水或者是用水将碎石冷却。第三，降低浇筑的厚度，充分利用浇筑层面来散热。第四，在混凝土内部预埋水管，利用冷水降温。第五，在炎熱季节施工时，采取降低原材料温度、减少混凝土运输时吸收外界热量等方式来降温；而在寒冷季节，对正在施工中的在外面暴露的混凝土采取浇筑块表面或薄壁结构来保温。在不同的气候里采取不同的方式控制温度，保证混凝土内外温差。
2.3改善约束条件
大体积的混凝土往往会受到各种各样的约束，这些约束在一定程度上会导致裂缝的产生。因此，应该尽量的改善这些约束条件。譬如：合理的安排施工工序，避免大体积的混凝土长时间的暴露在外面；可以改变混凝土的性能，提高其抗裂能力；由于混凝土的贯穿裂缝对其的影响非常大，一旦形成就很难恢复结构的完整性，所以尤其要注意贯穿裂缝，从最源头开始注意防止贯穿裂缝的产生。
2.4混凝土浇筑与振捣
大体积混凝土浇筑方案，要考虑到每一处混凝土在初凝前被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕、结构大小、钢筋疏密、预埋水管、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响。针对这些影响因素，可以采用以下几个方法来防治。第一，全面分层。也就是在第一层全面浇筑完毕后，再开始浇筑第二层，并且，这个时候第一层的初凝尚未开始。依照这种方法，逐层逐层的浇筑，直到完工。第二，分段分层。在浇筑的时候，先从底层开始，一层一层的向上进行浇筑。由于层次较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土尚未开始初凝，于是可以从第二段依次分层浇筑。这种浇筑方法适用于结构物厚度不大而长度较大的工程。第三，斜面分层。斜面分层的原则与平面分层基本是一致的，斜面的角度一般小于或等于45度。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。同时，混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺，一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。随着混凝土浇筑的向前推进，振动器也相应跟上。
2.5混凝土养护
混凝土在浇筑后，水泥在水化作用下逐渐硬化。为了保证混凝土有适宜的硬化条件，确保其强度不断增长，必须对混凝土进行养护。养护的核心是防止混凝土早期表面失水。使水泥充分水化，同时保证混凝土的前期硬化，防止混凝土成型后因暴晒、风吹、寒冷而出现的不正常收缩、裂缝等养护的方法分为两种，即自然养护和加热养护。自然养护就是在浇筑完成后，l2小时以内应进行养护；在混凝土强度未达到C12前，严禁任何人在上面行走、碰触混凝土、安装模板支架，更不得做具有冲击性的操作。
三、结术语
土木工程施工中大体积混凝土的裂缝的产生，危害毋庸置疑是极大的，对裂缝的防治也是必须的。大量的科学研究和工程实践表明，在施工过程中做好前期设计、材料选择、施工工艺控制、后期养护管理还是能有效甚至完全避免裂缝的产生的。
关键词：大体积混凝土；裂缝；成因；防治
一、大体积混凝土裂缝的形成原因
大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝切断了结构的断面，极有可能破坏结构的整体性和稳定性，是最为严重的，混凝土表面裂缝如果不加以治理防护，会发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。大体积混凝土的裂缝形成的原因很多，主要是分为以下几种：
1.1水泥水化热
水泥在水化的过程中会产生大量的热量，这样会使混凝土的内部温度升高。由于大体积混凝土结构断面比较较厚，表面系数相对较小，这样导致了混凝土内部温度与外部温度相差较大。温差越大，温度应力和温度变形就会产生。温差越大，温度应力就会越大，最终就会导致裂缝的产生。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增加。另外，混凝土的内部温度还与混凝土的厚度和水泥用量多少有关，混凝土越厚，水泥用量越大，内部温度就会越高。因此，控制混凝土内部与表面的温差是防止混凝土出现裂缝的关键。
1.2外界气温湿度的变化
大体积混凝土在施工阶段，浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成了混凝土的内部温度。由于浇筑温度是随着外界气温的变化而变化，成正比的关系，也即外界气温越高，浇筑温度也就越高。当气温骤降的时候，会大大的增加混凝土内外温差。温差过大就会引起温度变形，进而导致温度应力的产生，这个时候就极容易造成裂缝。因此要采取各种措施来控制温度，防止开裂。
1.3混凝土的收缩
混凝土收缩是指混凝土在凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小的现象，一般可以分为沉缩、化学收缩、干燥收缩和碳化收缩。早在波特兰水泥出现不久，人们就发现：混凝土在干燥条件下会引起体积缩小，在潮湿的环境中或者水中则会膨胀。混凝土收缩的主要原因在于其内部水分的蒸发，因为混凝土中大致上是20%水分是水泥硬化所需要的，其余80%的水分是要蒸发的，而在蒸发的过程中就必然会引起收缩。混凝土在收缩的过程中，没有收到任何外力的影响时会自发变形，而在受到外部条件的影响时，譬如钢筋、支撑条件等，这个时候就会产生拉应力，使得混凝土开裂。
二、防治措施
大体积的混凝土裂缝在施工中的危害是极其严重的，为了防止裂缝，可以根据混凝土裂缝形成的主要原因来采取相应的措施，防止裂缝的形成，保证土木工程建设的安全。
2.1水泥的品种和用量选择
在水泥的矿物质中，按照发热速率和发热量的大小排行，由大到小，依次可以排为：铝酸三钙（c3A）硅酸三钙（C3A）硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙（C4AF）。从水泥的成分中可以得出：水泥释放的温度是与水泥内的矿物质的成分组成息息相关的。而且水泥越细发热速率越快，但是不会影响到最终的发热量。所以，为防止裂缝的产生，要减少水泥的用量。
2.2控制温度
由前文可知，温度和湿度的变化是混凝土裂缝产生的主要原因，所以必须控制好温度。在这一点上可以从以下几个方面着手。第一，减少混凝土中水泥的用量，从混凝土的组成部分上对其进行优化组合。譬如：在大体积混凝土中掺杂一定比例的粉煤灰，这样可以使得混凝土更加的密实，在一定程度上可以降低混凝土的收缩率；同时，粉煤灰等掺合料，还可以降低大体积混凝土由于水泥水化热引起的内部温升，在一定程度上提高混凝土的强度和抗裂能力。第二，降低混凝土的浇筑温度是关键，这直接关系到了混凝土内外温差的大小。在这一点上可以在拌合混凝土的时候加水或者是用水将碎石冷却。第三，降低浇筑的厚度，充分利用浇筑层面来散热。第四，在混凝土内部预埋水管，利用冷水降温。第五，在炎熱季节施工时，采取降低原材料温度、减少混凝土运输时吸收外界热量等方式来降温；而在寒冷季节，对正在施工中的在外面暴露的混凝土采取浇筑块表面或薄壁结构来保温。在不同的气候里采取不同的方式控制温度，保证混凝土内外温差。
2.3改善约束条件
大体积的混凝土往往会受到各种各样的约束，这些约束在一定程度上会导致裂缝的产生。因此，应该尽量的改善这些约束条件。譬如：合理的安排施工工序，避免大体积的混凝土长时间的暴露在外面；可以改变混凝土的性能，提高其抗裂能力；由于混凝土的贯穿裂缝对其的影响非常大，一旦形成就很难恢复结构的完整性，所以尤其要注意贯穿裂缝，从最源头开始注意防止贯穿裂缝的产生。
2.4混凝土浇筑与振捣
大体积混凝土浇筑方案，要考虑到每一处混凝土在初凝前被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕、结构大小、钢筋疏密、预埋水管、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响。针对这些影响因素，可以采用以下几个方法来防治。第一，全面分层。也就是在第一层全面浇筑完毕后，再开始浇筑第二层，并且，这个时候第一层的初凝尚未开始。依照这种方法，逐层逐层的浇筑，直到完工。第二，分段分层。在浇筑的时候，先从底层开始，一层一层的向上进行浇筑。由于层次较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土尚未开始初凝，于是可以从第二段依次分层浇筑。这种浇筑方法适用于结构物厚度不大而长度较大的工程。第三，斜面分层。斜面分层的原则与平面分层基本是一致的，斜面的角度一般小于或等于45度。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。同时，混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺，一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。随着混凝土浇筑的向前推进，振动器也相应跟上。
2.5混凝土养护
混凝土在浇筑后，水泥在水化作用下逐渐硬化。为了保证混凝土有适宜的硬化条件，确保其强度不断增长，必须对混凝土进行养护。养护的核心是防止混凝土早期表面失水。使水泥充分水化，同时保证混凝土的前期硬化，防止混凝土成型后因暴晒、风吹、寒冷而出现的不正常收缩、裂缝等养护的方法分为两种，即自然养护和加热养护。自然养护就是在浇筑完成后，l2小时以内应进行养护；在混凝土强度未达到C12前，严禁任何人在上面行走、碰触混凝土、安装模板支架，更不得做具有冲击性的操作。
三、结术语
土木工程施工中大体积混凝土的裂缝的产生，危害毋庸置疑是极大的，对裂缝的防治也是必须的。大量的科学研究和工程实践表明，在施工过程中做好前期设计、材料选择、施工工艺控制、后期养护管理还是能有效甚至完全避免裂缝的产生的。