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为防止大体积混凝土出现裂缝，可采取哪些措施？
为防止大体积混凝土出现裂缝，可采取下列措施： （ 1 ）优先选用低水化热的矿渣水泥拌制混凝土，并适当使用缓凝减水剂。 （ 2 ）在保证混凝土设计强度等级前提下，适当降低水灰比，减少水泥用量。 （ 3 ）降低混凝土的入模温度，控制混凝土内外的温差（当设
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建造师挂靠大体积混凝土裂缝的原因与防治
摘要：随着科学技术和生产的发展，高层建筑物和水工建筑物的需求日益扩大，大体积混凝土的应用也越来越多。我国在《普通混凝土配合比设计规程》中对大体积混凝土解释为“混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于
或易引起裂缝的混凝土”，日本建筑学会定义是：“结构断面最小尺寸在80cm以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称之为大体积混凝土。”美国混凝土学会规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，必须采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂。”可见大体积混凝土很容易产生裂缝，而裂缝的产生又会直接导致混凝土遭到破坏，进而影响整个建筑物的使用，所以大体积混凝土的裂缝问题也显得尤为突出。
关键词：混凝土收缩裂缝
受力裂缝胀裂 塑态裂缝 温差 裂缝防治
一、大体积混凝土裂缝产生的原因
混凝土裂缝有的可导致工程结构渗水，诱发钢筋锈蚀，从而损坏结构的使用功能或工程的耐久性。有的裂缝对工程结构或使用功能无任何影响，但可损害观瞻，甚至引起对工程质量的疑虑。按裂缝起因看可概括为如下几种：一是混凝土结构受力裂缝；二是混凝土化学反应胀裂；三是混凝土的塑态裂缝；四是混凝土收缩变形约束裂缝。
二、大体积混凝土裂缝的防治
（一）混凝土结构受力裂缝
&混凝土结构构件在设计荷载作用下，因其抗拉伸能力太弱，不足以防止裂缝发生，在受拉区发生裂缝是难免的。钢筋混凝土结构构件是依靠配制钢筋控制裂缝开展宽度，使其不宽到有害程度或不宽过可允许程度。
（二）混凝土化学反应胀裂
混凝土化学反应胀裂主要是指由于混凝土内部某种化学反应物的体积膨胀所引发的外观裂缝，如钢筋锈胀裂缝或碱骨料反应裂缝。
1.引起钢筋锈蚀的主要因素有电位差、水、氧、温度等因素，为有效防止钢筋锈蚀，不得将氯化物或基于氯化物的外加剂掺用于钢筋混凝土、预应力混凝土以及含有金属埋件的混凝土中，并限制混凝土拌合物Cl-总含量，混凝土有足够厚的保护层，最为重要的是混凝土的质量，如果混凝土水胶比较低，混凝土抗渗性比较好，混凝土浇筑均匀密实，水湿养护充分，有害物质就难渗入扩散，难于引发钢筋锈蚀，而混凝土工程的耐久性也就得到保证。
2. 混凝土碱骨料反应裂缝主要是指水泥中的碱与骨料中的活性二氧化硅发生化学反应即碱硅酸反应，反应生成物体积膨胀所引发的裂缝，混凝土碱硅酸反应引起的工程裂缝问题，近年来越来越受到关注。为有效控制因碱硅酸反应引起的工程裂缝，应控制水泥及混凝土的碱含量、水用量，采用非活性骨料，掺用混合材料。在大体积混凝土中有时只凭内部原有含水就能引起碱硅酸反应膨胀，而混凝土的低水胶比，低孔隙率则具有防范碱硅酸反应的良好功能。
（三）混凝土的塑态裂缝
塑态裂缝是混凝土仍在塑性状态中出现的裂缝，包括塑态收缩和塑态沉陷缝。当气温较高较为干燥且有强风吹时，混凝土表面极易蒸发脱水，因急剧干缩而引发裂缝属于塑态收缩缝。塑态沉降缝主要是混凝土表层沉陷因受到钢筋、拉杆、预埋件等约束所引发的裂缝。因塑态裂缝发生在混凝土塑性状态，可进行二次振实。这样既能消除塑态裂缝又能提高混凝土质量，减小拌合水量，增加细粉掺量，加强保湿养护尤其是在干热有风天气，浇筑完混凝土立即覆盖保温养护，从根本上预防塑性裂缝。
（四）混凝土收缩变形约束裂缝
混凝土因干燥，温度升降引起收缩变形，收缩变形受到约束产生拉应力，而混凝土抗拉伸能力又很弱，当拉应力超过混凝土抗拉强度时即产生裂缝。为了减免混凝土因温度应力引起的收缩开裂需要控制混凝土拉应力不大到混凝土抗拉强度。
δt＝RatΔTEe
KCr= ft/δt
δt―混凝土拉应力
ft－混凝土抗拉强度
at－混凝土热胀系数
R－外约束度
Ee－混凝土有效弹性模量
KCr－裂控安全系数
控制温差ΔT显然是最为有效并最为可行的，混凝土工程大多就是通过采用低热水泥，低水泥量以及采取预冷材料，人工排热，保湿防护等措施，都是为了减小ΔT，从而减小混凝土拉应力。
妥善选用混凝土的材料、配合比，加强施工工艺，采取措施进行控制，是减免混凝土工程裂缝即重要又有效的手段。
（五）混凝土材料与配比
1.混凝土材料
水泥水化过程中放出大量的热，从而使混凝土内部温度升高，尤其对大体积混凝土来说这种现象更加严重。因混凝土内部和表面散热条件不同，就会形成温度梯度，ΔT也会增大，使混凝土的拉应力超过混凝土的抗拉强度，这时混凝土表面就会产生裂缝。水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同，水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙（C3A），其他成分依次为硅酸三钙（C3S）， 硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙（C4AF），另外水泥热细发热速度也热快。为了配制低发热、低升温的大体积混凝土，通常选用较低发热量的水泥和较低的水泥量。
在大体积混凝土中掺入细掺料，可以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，减少水泥用量，降低水泥发热量，有利于减缓混凝土的温升过程，但掺量及品种需通过试验确定。
混凝土掺入外加剂后，和易性可以得到很大改善，有助于混凝土的浇筑均匀和振捣密实，能提高混凝土的均匀性和密实性，也可以混凝土的抗拉性和抗裂性，又可相应减少水泥用量和拌合水量，所以掺用适宜的外加剂能有效进行裂控。
选择粒径大，颗粒级配好，有害物质少的骨料，获得较小的空隙率及表面积，减少水泥和水用量，降低水化热，从而减小混凝土的干缩性。而粗骨料的岩石种类对混凝土的收缩性能有重要影响，所以提高对骨料品质的认识有助于提高混凝土的整体质量。
2.拌合水量及水胶比，坍落度
混凝土拌合水量受制于混凝土的坍落度，含砂率，温度以及骨料的颗粒级配，清洁程度等因素，对于拌合水量，水胶比，水泥量，坍落度易取低值，但又受混凝土和易性影响，又不宜取低值，解决矛盾的重要手段则是掺入适当的外加剂，调整好砂、石颗粒级配。在确保混凝土浇筑均匀，振捣密实的前提下，采用较少的拌合水量，较小的水胶比，较好的骨料级配以及较小些的坍落度，较低些的拌合温度等都有助于减低混凝土的干缩性，从而减少混凝土的开裂。
（六）混凝土施工工艺
1.制备低温混凝土
大体积混凝土的体表比（V/S）大，体内散热量高，内外温差大，采用低温低热混凝土进行裂控能有效减免因温度应力产生的裂缝。常采取的措施是使用冷水或掺冰屑冷水进行拌合，还可使用冷水将骨料降温，或者在混凝土内预埋管道通水降温。各种材料在贮存、运输过程中需防晒、防热，不使温度上升，夏季适宜在夜间浇筑混凝土。
2.加强混凝土浇筑质量
浇筑均匀密实的混凝土，其抗拉性、抗裂性有所提高，能有效抵抗混凝土裂缝的产生。
3.混凝土分段浇筑或设后浇带
大体积混凝土如大坝工程往往是按水平方向分段浇筑，高层房屋建筑基础工程常设置后浇带，后浇带混凝土推迟不小于40d浇筑。设置后浇带是为了待现浇段混凝土内外温差已大减，温缩已平稳，再浇筑后浇带将整个工程结构连成一体。但对于连续浇筑大体积混凝土来说，整体断开终归是个弱点，而后浇带的有效性往往很小。大体积基础工程通过质量控制不设后浇带，一次连续浇筑，未出现宏观可见裂缝的工程在国内也有不少成功例子。
4.混凝土养护
混凝土浇筑完毕进行保温保湿养护是为了保证混凝土正常凝结硬化，减小混凝土内外温差和温度梯度，使混凝土温度缓缓下降以减免混凝土的温度裂缝。
随着工程结构的迅速发展和高性能混凝土的大量应用，温度裂缝问题已不局限于大体积混凝土，大体积混凝土出现温度裂缝的几率比较大而已，只要有可能出现温度裂缝问题的混凝土都应考虑温裂控制。
综上所述，要想控制混凝土的裂缝，无论是何种原因引起的都应加强混凝土的施工质量。选择低水化热的水泥，一定掺量的细掺料，与水泥相溶性好的外加剂；无碱硅酸盐反应的、洁净的、级配良好的骨料；较低的水胶比配制出良好工作性能的混凝土。加强混凝土搅拌、运输浇筑、振捣、养护等施工工艺，从而得到质量均匀、体积稳定、耐久的满足设计强度的混凝土。只要我们在设计、材料及配合比选择、施工工艺和后期养护过程中能够充分考虑各种因素的影响，还是可以避免危害结构的裂缝的产生。
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。大体积混凝土施工中裂缝的产生原因及防治措施--《河南省建筑业行业优秀论文集(2006)》2006年
大体积混凝土施工中裂缝的产生原因及防治措施
【摘要】：大体积混凝土施工中往往会产生很多裂缝,通过分析产生的原因,采取有效的防治措施,使大体积混凝土施工中产生的裂缝得到了有效控制。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TU755【正文快照】：
大体积混凝土浇灌是新技术中出现的比较早的技术，有比较成熟的理论。但在现实施工中，由于施工技术和施工管理以及外部环境影响，致使大体积混凝土在硬化期间的水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在当其内外温差较大时会引起温度变化应力，当这种由于温差引起的温度应
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摘要:大体积混凝土裂缝会影响混凝土的整体性、防水性和使用的耐久性，如何有效地控制裂缝是混凝土施工成败的关键。本文对大体积混凝土裂缝产生的原因进行分析研究的基础上，从设计、施工和养护三个方面提出了预防大体积混凝土裂缝的具体措施。
关键词：建筑工程；大体积混凝土；裂缝；预防
&&&&&&& 0& 引言
&&&&&&& 随着我国经济水平的发展，大量水电站、电厂、民用建筑等基础设施建设提上议事日程并付诸实施，基础设施建设呈现出多样化、复杂化的特点，在这当中对大体积混凝土的运用越来越广泛，但由于大体积混凝土特殊的性质，在实际应用当中出现了很多问题，其中裂缝的预防与处理是设计与施工当中的重点与难点。众多的学者与工程技术人员对大体积混凝土的裂缝成因及其预防措施进行了研究，取得了相当多的研究成果[1、2]，其中部分成果已经应用于实际工程当中，取得了较好的实际工程效果，本文就当前的大体积混凝土的裂缝开展原因及预防措施进行总结性的阐述。
&&&&&&& 1&大体积混凝土的定义
&&&&&&& 大体积混凝土施工规范规定[3]：&混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土&。
&&&&&&& 2& 大体积混凝土裂缝产生的原因
&&&&&&& 2.1 温度裂缝
&&&&&&& 混凝土浇筑初期，由于混凝土水化放出大量的水化热，而混凝土是热的不良导体，且尺寸较大，混凝土表面的热量散失较快而混凝土内部的热量散失较慢，这就造成了大体积混凝土内外的巨大温差(当水泥用量在350～550 kg/m3，每立方米混凝土将释放出17 500～27 500 kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右其至更高)，巨大的温差所造成的热胀冷缩是造成大体积混凝土开裂的主要原因。另外，由于拆模过早，混凝土表面温度亦较气温高，模板拆除后，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力一加，再加上混凝土干缩，表面拉应力达到很大的数值，导致混凝土裂缝。
&&&&&&& 2.2 收缩裂缝
&&&&&&& 混凝土在空气中硬化时体积减小的现象称为混凝土收缩，混凝土在不受到外力的情况下自发变形，这种均匀的变形如果没有外部的约束，不会产生任何裂缝，但实际上不受外部约束的大体积混凝土是不存在的，当大体积混凝土受到外部约束时(支撑条件、钢筋)，将在混凝土中产生拉应力，从而使得混凝土开裂。常见的收缩裂缝有两大类，第一类为干缩裂缝，第二类为塑性收缩裂缝。
&&&&&&& 1）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。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引起的。外部水分蒸发较快，而内部水分蒸发较慢，这就造成了大体积混凝土内部收缩变形较小而外部混凝土变形较大，从而产生了一定的拉应力，当该拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土开裂，从而产生干缩裂缝。水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀，影响混凝土的耐久性。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分和用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
&&&&&&& 2)塑性收缩裂缝是在水泥活性大、混凝土温度较高，或者水灰比较低的条件下也会加剧引起开裂。因为这时混凝土的泌水明显减少。表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。出现裂缝以后，混凝土体内的水分蒸发进一步加快，裂缝也会迅速扩展。
&&&&&&& 3&大体积混凝土裂缝预防控制措施
&&&&&&& 3.1设计措施
&&&&&&& 3.1.1 水泥的选用
&&&&&&& 对于水泥的选用，作者认为关键要从以下两个方面进行控制：
&&&&&&& 其一、合理的水泥品种，在大体积混凝土的设计中要合理地选择水泥品种，由于大体积混凝土裂缝产生的主要原因是温度，因此，在大体积混凝土的设计中选择低水化热的水泥品种成为必须。
&&&&&&& 其二、合理的水泥剂量，水泥剂量的多少也直接影响着大体积混凝土的放热量，在相同水泥品种的情况下，水泥剂量越大，水化热就越大，因此在设计大体积混凝土时，除了要选择合理的水泥品种外，还需要合理地选择水泥用量，在结构强度及耐久性能满足要求的情况下，合理地选择强度较高的水泥，这样可以有效地减少水泥水化热。
&&&&&&& 3.1.2 集料的选用
&&&&&&& 粗集料：尽量扩大粗骨料的粒径，因为粗骨料粒径越大，级配越好，孔隙率越小，总表面积越小，每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小，水化热就随之降低，对防止裂缝的产生有利。
&&&&&&& 细骨料：采用级配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因为其孔隙率小，总表面积小，这样混凝上的用水量和水泥用量就可以减少，水化热就低，裂缝相应地就会减少。另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收缩变形就越大，裂缝就越严重，因此细骨料尽量用干净的中粗砂。
&&&&&&& 骨料配比：细骨料宜采用Ⅱ区中砂，在可泵送情况下粗骨料，选用粒径5～20mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形，使用膨胀剂能有效的减少裂缝的产生，在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度，推移温度峰值出现时间。
&&&&&&& 3.1.3 外加剂的使用
&&&&&&& 在大体积混凝土中常采用的外加剂主要有两种。其一为减水剂，如缓凝高效减水剂。其二为采用膨胀剂。研究结果表明，在混凝土中添加了膨胀剂之后混凝土内部产生一定的膨胀应力，膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力，相应地提高混凝土抗裂度。
&&&&&&& 3.1.4 掺加粉煤灰
&&&&&&& 为了减少水泥用量，我们可以把部分水泥用粉煤灰代替，掺入粉煤灰主要有以下三方面的作用:①由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，其中二氧化硅含量约为40%～60%，三氧化硅的含量约17%～35%。硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其主要的活性的来源，可以取代部分水泥，进而减少水泥用量，以达到降低混凝土的热胀的目的；②由于粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝上中分散更加均匀；③粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构，使混凝土总的孔隙率降低，孔结构进一步的细化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减少。
&&&&&&& 3.2 施工措施
&&&&&&& 根据上文的叙述，造成大体积混凝土开裂的主要原因是水化热的出现与散失，因此，在大体积混凝土的施工中采取适当的措施减小水化热产生的温度差成为关键的控制因素。
&&&&&&& 3.2.1 施工中的温度控制
&&&&&&& 作者将现行大体积混凝土的温度控制在施工中常用的方法进行了总结归纳，现将其概括为大体积混凝土的冷却、温度的控制两大部分：
&&&&&&& 第一：大体积混凝土冷却方法主要有以下两种：
&&&&&&& 1）冷却混凝土的方法主要为采用冰水拌合，或者在混凝土搅拌时掺冰屑，但注意冰在搅拌过程中要完全融化。
&&&&&&& 2)冷却骨料主要有湿法、干法，湿法冷却是通过冰水与骨料直接接触进行降温；干法冷却是用冷空气对骨料进行吹风冷却。
&&&&&&& 第二：最高温度控制
&&&&&&& 在混凝土内部预埋水管，通过冷却水可降低混凝土内部最高温度，这种方法因具有适用性和灵活性，以及能够控制结构物内部温度，所以在国内外得到广泛应用，冷却用水一般是在浇注时就开始进行，以减少由于水泥水化热所形成的最高温度。
&&&&&&& 第三：稳定温度控制&
&&&&&&& 大体积混凝土产生温度裂缝的一个重要原因是混凝土中产生了温度梯度。当表面的混凝土温度接近冷却时，表面和内部的温差就会产生温度梯度，从而产生超过未凝固混凝土抗拉强度的拉应力使混凝土开裂。为了使大体积混凝土的内外温差降低，可采用混凝土表面保温的方法，使混凝土内外温差降低。常用的保温材料有模板、草袋、湿砂、锯末等，保温材料不仅要放置在混凝土的表面，还要注意结构物四周的保温。
&&&&&&& 3.2.2 施工工艺
&&&&&&& 大体积混凝上的浇筑，应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况选用，现行常用的主要有以下三种方法:
&&&&&&& 第一：全面分层&
&&&&&&& 即将整个结构浇筑层分为数层浇筑，当已浇筑的下层混凝上尚未凝结时，即开始浇筑上一层，如此逐层进行，直至浇筑完成。这种方法适用于结构平面尺寸不太大的大体积混凝土。在浇筑方法上一般长方形底板宜从短边开始，沿短边推进浇筑，亦可从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
&&&&&&& 第二：分段(块)分层浇筑
&&&&&&& 这种方法一般适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程，这种方法施工时应从层底端开始浇筑混凝土，进行到一定距离后浇筑上一层，如此依次向前浇筑其它各层
&&&&&&& 第三：斜面分层浇筑
&&&&&&& 适用于结构的长度超过厚度三倍的工程，振捣工作应从浇筑层的底层开始，逐渐上移，以保证分层混凝土之间的施工质量。
&&&&&&& 3.3 养护措施
&&&&&&& 大体积混凝土保温、养护常用的方法有覆盖保温材料或蓄水养护两种方案，前者的优点是保温效果较好，可缩小混凝土的内外温差，减慢降温速度，后者的优点是能充分保证混凝土表面潮湿，可随时调整保温层的厚度，把降温速度控制在合适的范围之内，从而缩短养护时间。
&&&&&&& 夏季施工时，混凝土一般可使用草袋覆盖、洒水、喷水养护或喷刷养生液养护，冬期施工时，由于环境气温较低，一般可利用保温材料以提高浇筑的混凝土表面和四周温度，减少混凝土的内外温差。
&&&&&&& 4&结语
&&&&&&& 大体积混凝土裂缝的出现原因十分复杂，研究大体积混凝土裂缝的成因及预防措施是一项复杂的学科，就其裂缝产生的原因，混凝土水化过程中热量散失困难是其中最主要的原因，大体积混凝土裂缝的预防措施都是围绕混凝土水化热量的散失来进行的，在实际工程中，工程人员往往从设计、施工与养护方面进行裂缝的控制。
[1]段峥，马明雷，王莉莉.现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治[J].混凝土 ,2003,(05).
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