大体积混凝土开裂的主要控制措施
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摘要：与一般的混凝土相比较，大体积混凝土具有形体庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、混凝土绝热温升高和收缩等特点。因此，大体积混凝土经常出现的问题不是力学上的结构强度，而是混凝土的裂缝。如何防止大体积混凝土的开裂，一直是工程技术人员长期关心和共同研究的主要课题。本文简要分析了大体积混凝土裂缝的成因及配制应注意的事项。
关键词：大体积混凝土;开裂；控制措施
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。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的：而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。但出现裂缝并不是绝对地影响结构安全，它都有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm；处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm。对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1～0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。如超过0.2～0.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝，将大大影响结构的使用，必须进行化学灌浆加固处理。
大体积混凝土开裂的原因
大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝土内部因素：由于内外温差而产生的；另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点问的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但受拉力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。裂缝产生的主要原因有以下几方面：
1.水泥水化热
水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝±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长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3～5天。
2.外界气温变化
大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的：温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。
3.混凝土的收缩
混凝土中约20％的水分是水泥硬化所必须的，而约80％的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺(特别是养护条件)等。
二、防开裂的主要措施
1.温度裂缝控制措施
预防的办法是浇筑混凝士过程中要在不同位置不同深度设置测温孔，当最大温差超过25℃的时候要想办法加大保温力度，可采用内部降温法来降低混凝士内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通入冷却水．降低混凝土内部最高温度。掺入微膨胀剂，使混凝土得到补偿收缩，以抵消或部分抵消由温度引起的约束应力．冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行，必要时还要对碎石适当洒水降温，以降低拌和物与周围环境的温度羞。还有常见的投毛石法．均可以有效地控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂。混凝土表层布设抗裂钢筋网片，防止混凝土收缩时产生干裂。温水养护多覆盖毛毡、草袋，锯末、湿砂也可以有效避免裂缝的产生。测温时间是前三天每两小时一次．4～7天每4小时一次，7～l 5天每8小时一次．以控制混凝土的内外温差小于20℃，当混凝土温度开始下降问题就不大了，最容易出问题的悬打完混凝土的第2天和第3天。
2.干缩裂缝控制措施
在施工中安排专人对新浇筑的混凝土面板进行看护，及时发现、及时进行抹面处理即可解决。合理地安排作业时间，混凝土浇筑表面干燥过快，亦可产生较大的收缩，尽量避免在中午气温高．奎时间进行施工，尽可能地把施工时间安排在早上或傍晚。这样水泥进行水解崮化反应时。不会因周围环境的气温骤变而产生较的影响。另外，在混凝土终凝之前进行早期保温养护．对减少干燥收缩有一定作用。把在烈日和旱风下作业的时间缩短到最短，无法避免时可设遮阳棚。对集料的含泥量要进行严格的控制，在保证混凝土强度等级的情况下．尽可能降低水泥用量，特别是砂子中夹杂的泥团要筛出，涂裹黏七的碎石要清洗或剔除，防止混凝土干燥收缩裂缝。不同水泥混凝土的干燥收缩程度不同。水泥的需水量越大，混凝土的干燥收缩越大，因此．加强对水泥质量的复检，特别是水泥的安定性。合理地确定施工水灰比，井严格按配合比投料，通过计算和工程实践将其控制在最佳砂率范围内。
3.收缩裂缝控制措施
塑性收缩裂缝均往表面出现。裂缝形状不规则。多在横向．长度在，50～4750mm之间．间距50～90mm，宽度通常在0.5―2mm左右．细而多凡瓦不贯通。对于塑裂由于产生在混凝土的塑性状态，如有效地控制其发展则不会成为危害水泥混凝七路面的宅要闪素。防止塑性收缩和裂缝的方法就是对混凝}：进行养护，最好保持混凝土表面潮湿(覆盏湿布、洒水等)，至少也要防止水分从混凝土表面蒸发损失(包裹楚料薄膜，喷洒养护剂等)。
结语
大量实践证明：大体积混凝土工程条件较复杂、施工情况各异，再加上混凝土原材料差异较大．研究控制温度裂缝就不单纯是结构问题，而且涉及到结构计算、构造设计、材料组成和物理力学性质以及施工工艺等多学科的综合问题。目前对大体积混凝土温度裂缝控制主要采用传统的施工控制．并没有从大体积混凝土温度场变化和温度应力变化的规律性，特别是裂缝随温度变化的扩展规律，系统地有针对性地从材料、设计和施工提出有效裂缝控制的方案。这还需要我们今后不懈的探究和摸索.
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