摘要：大體積混凝土的裂縫產生的原因是錯綜復雜的，本文主要針對大體積混凝土的裂縫進行分析

　　關鍵詞：大體積混凝土,裂縫

　　一、大體積混凝土的定義

　　在現代化建設中，隨著大規模的經濟建設的發展，工業與民用建筑中的大型基礎往往都是采用大體積的混凝土建造的�，F在，引用國外建筑學會的標準的定義就是：結構斷面最小厚度在80cm以上;同時水化熱引起混凝土內部的最高溫度與外界氣溫之差，預計超過25℃的混凝土，稱為大體積混凝土。也就是說大體積混凝土都有一個共同的特征：結構厚實，混凝土量大，工程條件復雜，施工技術要求高;水泥水化熱高使結構產生溫度和收縮變形;因此，大體積混凝土經常出現的問題，不是力學上的結構強度，而是以控制混凝土溫度變形裂縫，從而提高混凝土的抗滲、抗裂、抗侵蝕性能，以提高建筑結構的耐久年限而作為最重要的任務。

　　二、裂縫的基本概念

　　混凝土是一種由多種材料組成的人造石材。它雖具有抗壓強度高與耐久性能良好的特性，但是抗拉強度很低，受拉時變形能力小，容易開裂等缺點。對于裂縫這個問題，長期以來存在不同的認識，一種觀點認為混凝土工程不應有裂縫;另一種觀點認為，混凝土裂縫是不可避免的。　我國著名工程結構裂縫控制專家王鐵夢教授在其專著《工程結構裂縫控制》一書中指出:“工程裂縫問題是具有相當普遍性的技術難題，如何因地制宜地把裂縫控制在無害范圍之內是結構工程師的藝術。”近代科學關于混凝土強度的細觀研究以及大量工程實踐所提供的經驗都說明,結構物的裂縫是不可避免的。

　　許多工程裂縫的原因是綜合性的，重要的是必須區別是由于什么原因引起的，是外負荷引起的還是由于結構變形變化引起的。外荷引起的會使鋼筯的應力很高，而由變形變化引起的，應力卻很低。

　　大體積混凝土內出現的裂縫，按其深度不同，一般可分為貫穿裂縫，深層裂縫、表面裂縫三種。貫穿裂縫切斷了結構斷面，可能破壞結構的整體性和穩定性，它的危害是較嚴重的，深層裂縫部分地切斷了結構斷面，也有一定危害性;表面裂縫一般危害較小，但處于基礎或老混凝土約束范圍內的表面裂縫，在內部混凝土降溫過程中，可能發展成貫穿裂縫。

　　三、裂縫形成的原因

　　大體積混凝土施工階段所產生的溫度裂縫，是其內部發展的結果。一方面混凝土由于內外溫差而產生應力和應變，另一方面是結構物的外部約束和混凝土各質點間的約束來阻止這種應變。一旦溫度應力超過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現裂縫。以下是產生裂縫的主要原因：

　　1、水泥的水化熱的因素

　　水泥在水化過程中要發出一定的熱量。而大體積混凝土結構物一般斷面較厚，水泥發出的熱量聚集在結構物內部不易散發出來。由于混凝土的導熱性能較差，澆筑初期混凝土的強度和彈性模量都很低，對水化熱引起的急劇溫升約束不大，相應的溫度應力也較小。隨著混凝土齡期的增長，彈性模量的增高，對混凝土內部降溫收縮的約束也就愈來愈大，以致產生很大的拉應力。當混凝土的抗拉強度不足以抵抗這種拉應力時，便開始出現溫度裂縫。

　　2、環境溫度變化的因素

　　大體積混凝土在施工階段，環境溫度的變化是常見的。當外界氣溫高，混凝土澆筑時的氣溫也就高。而外界環境溫度驟降，會使內外部混凝土的溫差更大，溫度應力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，并且有較大的延續時間(混凝土構造物尺寸厚度愈大延續時間愈長)。這對大體積混凝土更為不利。

　　3、約束條件的因素

　　大體積混凝土由于溫度變化會產生變形，而這種變形又受到約束，便產生了應力，這就是溫度變化引起的應力狀態。而當應力超過某一數值時，便引起裂縫。

　　4、混凝土的收縮變形的因素

　　混凝土中大部分的水分要蒸發，有少部分的是水泥硬化所需要的�；炷�土水化時產生的體積變形，我們稱它為“自身體積變形”。多余水分的蒸發，會引起混凝土體積的收縮，這種收縮變形若受到約束力的影響，即可引起混凝土的開裂，并隨著齡期的增加而發展。

　　四、防止裂縫的措施

　　1、地基的處理

　　對于大體積混凝土一般都是厚實體重的整澆式結構物，地基對基礎的影響很明顯。所以在設計時應防止地基不均勻的下沉，基礎的約束力這兩方面引起的裂縫。

　　2、設置合理的分縫分塊

　　合理的分縫分塊，如設置伸縮縫、沉降縫等，不僅可以減輕約束作用，縮小約束范圍，同時也可利用澆筑面的層面散熱，降低混凝土內部的溫度。

　　3、合理布置分布鋼筯

　　實踐證明，合理的配筋可以提高混凝土的極限拉伸值，而且當鋼筯的直徑細且間距較密時，對提高混凝土的抗裂效果較好。

　　4、混凝土設計強度等級不宜太高

　　大體積混凝土的結構物中，如富余的強度等級過高，會使水泥用量增多，不僅費用增大，施工中還會導致混凝土內部溫度過高，造成內外溫度過大，從而引起結構的開裂。

　　5、水泥品種與用量

　　對于大體積混凝土所用的水泥，應優先選用礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥。在滿足強度和耐久性的條件下，一定要把水泥用量降低到最小限度，從而降低混凝土內部的最高溫度。

　　6、集料的選用

　　粗細集料的粒徑級配合理，對節約水泥和保證混凝土具有良好的和易性有很大的關系。選用較粗的細集料，會使用水量減少，從而使水泥用量減少。連續粒徑的粗集料，因大顆粒的空隙，由很小的石子來填充，可使其空隙率降低，密實性增加，因而可以節約水泥。

　　7、和易性的要求

　　和易性是指混凝土拌和物能保持混凝土成分的均勻，不致發生離析現象，且易于施工操作的性能。它是一項綜合性的技術性質，包括流動性、粘聚性和保水性等方面的含義。在大體積混凝土工程中，減少水泥用量固然重要，但一定要滿足拌和物的和易性。因和易性不好的拌和物澆筑凝固后會造成蜂窩、麻面，露筋等，同樣會造成質量問題。

　　8、外加劑的應用

　　在混凝土中摻入少量的外加劑，可以改善混凝土拌和物的性能，節約水泥用量。降低造價的同時，減少水泥用量會使大體積混凝土的水化熱降低。

　　9、施工的工藝

　　混凝土攪拌采用二次投料工藝，其主要優點是無泌水現象，使大體積混凝土上下層強度差減少，離析現象也大大減少。澆筑時分層澆筑可分為全面分層、分段分層、斜面分層的方法進行澆筑，以確�；炷�土澆筑密��。

　　10、養護

　　為了保證新澆筑的混凝土有適宜的硬化條件，防止在早期由于干縮而產生的裂縫。大體積混凝土應在澆筑完畢后，及早灑水養護，(早期應避免陽光直接照射)，以保持混凝土表面經常濕潤。在混凝土凝結后，表面及四周就按規定增加濕度，這不僅能增長混凝土的強度，同時也是防止發生早期干縮裂縫。

　　混凝土土養護時的溫度控制方法，一是降溫法，即在混凝土澆筑成型后，通過循環的冷卻水進行降溫，借以減少混凝土內外的溫差。第二種是保溫法，混凝土澆筑成型后，通過保溫材料或其它的方法，以提高混凝土表面及四周散熱面的溫度，從而減少內外的溫差。

　　混凝土的前期養護完成后，在拆模后應迅速填土，起到保溫保濕的作用。不得使混凝土長期裸露在外，這是保證混凝土中期和后期不出現裂縫的主要措施。

　　總之，大體積混凝土的裂縫產生的原因是錯綜復雜的。這種裂縫雖較為常見，但即使是裂縫在允許的范圍內，它對結構的耐久性等方面也有所影響。所以今后我們要對這方面予以重視和加以控制，進一步地探索和研究這方面的知識，不斷完善大體積混凝土的施工技術。

　　本文選自國家級科技期刊《商品混凝土》。本刊以馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導，全面貫徹黨的教育方針和“雙百方針”，理論聯系實際，開展教育科學研究和學科基礎理論研究，交流科技成果，促進學院教學、科研工作的發展，為教育改革和社會主義現代化建設做出貢獻。