浅析大体积混凝土裂缝成因及控制措施
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摘要：随着现代社会的不断进步，建筑业的不断发展，基础设施建设中大体积混凝土越来越多，大体积混凝土施工难度比较大，混凝土产生裂缝的机率较多，稍有差错，将会造成无法估量的损失。为了保证工程质量、降低经济损失，我们必须要减少和控制裂缝的出现。
关键词：大体积混凝土;裂缝;控制
Abstract: along with the progress of modern society, the continuous development of construction industry, infrastructure construction more and more large volume concrete, mass concrete construction difficulty is bigger, the probability of concrete cracks is more, a slight mistake, will cause immeasurable loss. In order to guarantee the engineering quality, to reduce the economic loss, we have to reduce and control the cracks appear.
Key words: large volume concrete; Fracture; control
中图分类号：TV544+.91文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1大体积混凝土裂缝产生的原因
大体积混凝土在硬化期间, 一方面由于水泥水化过程中将释放出大量的水化热, 使结构件具有“热涨”的特性; 另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性, 两者相互作用的结果将直接破坏混凝土结构, 导致结构出现裂缝。下面介绍主要裂缝的类型及成因。
1.1温度裂缝
温度裂缝是由于混凝土内部和外部的温差过大产生的裂缝。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热，（当水泥用量在350～550 kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500～27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高）。由于混凝土的体积较大，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（实践证明当混凝土本身温差达到25℃～26℃时，混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力）。
1.2干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05～0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。
1.3塑性收缩裂缝
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。其产生的主要原因为：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。
3裂缝预防及控制措施
3.1材料方面
3.1.1选用中热或低热水泥
温差主要是水化热产生的，为了减小温差，就要尽量降低水化热，要用早期水化热低的水泥，选择适宜的矿物组成，调整水泥的细度模数。试验证明，水泥中的铝酸三钙和硅酸三钙含量高的水泥水化热就高。所以，为减小水化热，应采用熟料中含铝酸三钙和硅酸三钙较少的中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥或粉煤灰水泥等。
3.1.2选用合适的骨料
尽量扩大粗骨料粒径，因为粗骨料越大，级配越好，孔隙充满越小，比表面积越小，水泥砂浆和水泥的用量相应越省，水化热随之降低，对防止裂缝越有好处。细骨料宜采用级配良好的中粗砂。中粗砂其孔隙率小，比表面积小，混凝土的水泥和用水量也可减小，水化热随之降低。另一方面要控制砂石料中的含泥量，石子含泥量
3.1.3掺加粉煤灰
为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，我们可以把部分水泥用粉煤灰代替。掺入粉煤灰有以下作用:粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物（其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二铝含量17%～35%），这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，降低混凝土的热胀。粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增多，在混凝土中分散更加均匀。
3.2施工方面
3.2.1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。
3.2.2严格控制混凝土入模温度
浇筑大体积混凝土时应选择较适宜的气温,尽量避开炎热天气浇筑。夏季可采用温度较低的地下水搅拌混凝土,或在混凝土拌和水中加入冰块, 同时对骨料进行遮阳、洒水降温,在运输及浇筑过程中也采用遮阳保护、洒水降温等措施,以降低混凝土拌和物的入模温度；掺加相应的缓凝型减水剂。在混凝土入模时,还可以采取强制通风措施,加速模内热量的散发。
3.2.3混凝土养护
混凝土养护包括湿度和温度两个方面。结构表层混凝土的抗裂性和耐久性在很大程度上取决于施工养护过程中的温度和湿度养护。因为水泥只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土强度和耐久性的微结构。目前工程界普遍存在的问题是湿养护不足，对混凝土质量影响很大。湿养护时间应视混凝土材料的不同组成和具体环境条件而定。对于低水胶比又掺用掺和料的混凝土，潮湿养护尤其重要。
2.3.4现场监理
针对大体积混凝土施工，监理应首先仔细审查施工组织设计、施工方案和温控方案，检查浇筑的施工方案和施工程序是否可行，检验和审查工程材料、设备的质量，杜绝质量事故的隐患，保证大体积混凝土的顺利浇筑。
①针对大体积混凝土所需的材料、设备进行检查
由于大体积混凝土中材料用量大，监理必须要求施工单位保证水泥、砂、石、水、粉煤灰、外加剂等均满足数量和质量双重要求，在有试验报告和质保证书的前提下，再审核混凝土的配合比是否正确。由于在海岛上施工，还必须保证淡水的供应。
②在大体积混凝土施工前全面检查
为保证结构质量，在大体积混凝土施工前，必须全面检查浇筑部位的钢筋及其接头、模板、冷却水管的型号、位置等是否与图纸相符。对于预埋钢筋和预埋件要逐一核对，防止少埋或错埋现象。对于钢筋接头，由于采用了机械连接和焊接多种形式，因此，在每层浇筑前监理都要抽检，合格后方能进行浇筑。针对大体积混凝土厚度高，模板有横向接缝。为保证质量，模板接缝处必须保证不漏浆，内部光滑无明显接缝。对冷却水管还要进行压水试验，防止管道漏水、阻水。
③在大体积混凝土施工时应全过程旁站监理
对于大体积混凝土施工过程中，现场监理工程师必须全天候的、24小时跟班旁站监理，如发现问题应及时处理。试验监理工程师必须亲自在混凝土搅拌站现场监督，检查生产配合比是否正确，测定砼坍落度是否稳定，并查看混凝土出料温度记录情况，试件抽取、制作是否符合要求，并抽检取样。如发现质量问题，及时通知整改，消灭质量隐患。
4结论
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。