王小丽

（西山煤电白家庄矿业公司职教中心，山西 太原 030022）

1 大体积混凝土产生裂缝的主要原因

1.1 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，导致越积越高，使内外温差增大。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。

1.2 外界气温变化

大体积混凝土在施工阶段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。

1.3 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分蒸发。如果混凝土收缩后再处于饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎能达到原有的体积。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。

影响混凝土收缩的主要因素有水泥品种、混凝土配合比、外加剂、掺和料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。

2 裂缝的分类及危害

按照温度应力，裂缝大致可分为两类：一类为表面裂缝，其发生在早期。由于水化热使混凝土内部温度不断升高，形成温度梯度，表面为拉应力，内部为压应力。当表面拉应力超过混凝土的抗拉强度时，则表面产生裂缝。另一类为贯穿裂缝，其发生在浇筑后期。由于混凝土内部降温引起混凝土收缩，以及混凝土内部产生拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土沿截面产生裂缝。

裂缝的危害表现在：①破坏结构的整体性；②破坏结构的抗渗性及耐久性；③破坏结构的外观。

3 防止大体积混凝土裂缝出现的措施

3.1 设计措施

所谓设计措施指对大体积混凝土各种原材料的选择，配合比的制定和设计。为了尽可能避免裂缝，首先，原材料中宜先用水化热低的水泥降低水泥用量，合理选用骨料掺和料及外加剂；其次，应确定合理的配合比。同时还应选择测控混凝土内部及表面温度的方法，以监控混凝土内部与表面的温差情况，从而防止裂缝的产生。

3.2 结构措施

3.2.1 合理的结构形式

由于温度应力产生的裂缝大多为结构裂缝，因此若能掌握温度应力的分布及变化规律，合理选用结构形式，则能避免很多裂缝的产生。

3.2.2 合理分缝分块

国内外经验表明，浇筑块越长，温度应力越大。而合理分缝分块可以减少温度应力，避免更多裂缝的产生，同时还为施工带来方便。

3.2.3 合理的浇筑层厚度

厚层浇筑由于水化热大，温度应力也大，易产生开裂，但其水平施工缝则较小，对强度、抗渗都较为有利。薄层浇筑水化热小，不易开裂，但水平施工缝较多，对强度、抗渗性不利。因此，应选择合理的浇筑厚度以控制温度应力，避免更多的裂缝。

3.2.4 配筋的选择

裂缝的产生是一个综合因素，但其主要是因为干缩应力和温度应力引起的。钢筋若没有干缩会妨碍混凝土的干缩，引起干缩应力增加，显然钢筋不能防止干缩裂缝。虽然混凝土失去极限承载力后，所有应力均可转移到抗拉能力极好的钢筋上，但这需要足够数量的配筋才能保证尽可能少地出现裂缝，显然这种做法不经济。因此，用配筋的方法并不能防止大体积混凝土裂缝的出现，但由于钢筋自身的特性，却能限制裂缝的发展，通常在工程实践中常用配筋。

3.3 施工措施

3.3.1 降低浇筑温度

目前，施工中常采用预先冷却骨料及加冰的方法来降低浇筑温度，从而减少温度应力及内外混凝土温度以防止贯穿及表面裂缝出现。

3.3.2 降低水化热温升

为了降低水化热温升，宜先用合理的浇筑层厚度，同时控制浇筑间歇时间。资料表明，大体积混凝土表面早期为拉应力，以后逐渐转变为压应力，尤其在冬季，天气寒冷使本身处于拉应力的表面再叠加一个拉应力，很容易开裂。若浇筑间歇时间长，便增大了此拉应力而引起开裂，所以要控制浇筑间歇时间。

3.3.3 混凝土表面养护措施

混凝土表面养护措施可以防止混凝土因超冷而产生的贯穿裂缝，同时还可以保持混凝土内部最高温度与表面温度之差，使其控制在规范允许值范围内，从而避免表面产生裂缝。

大体积砼养护主要是保持适宜的温度和湿度条件。保温养护包括：减少砼表面的热扩散，减小砼表面的温度梯度，防止产生表面裂缝；延长散热时间，充分发挥砼的潜力和材料的松弛特性，使砼的平均总温差所产生的拉应力小于砼的抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。保湿养护包括：刚浇筑不久的砼尚处于凝固硬化阶段，水化的速度较快，适宜的潮湿条件可防止砼表面因脱水而产生干缩裂缝；砼在潮湿条件下可使水泥的水化作用顺利进行，可以提高砼的极限拉伸强度。

防水混凝土的养护是至关重要的。在浇灌后，如果混凝土养护不及时，混凝土内水分将迅速蒸发，使水泥水化不完全。而水分蒸发造成毛细管网彼此连通，形成渗水通道，同时混凝土收缩增大，出现龟裂，使混凝土抗渗性急剧下降，甚至完全丧失抗渗能力。如果混凝土养护及时，防水混凝土在潮湿的环境中或水中硬化，能使混凝土内的游离水分蒸发缓慢，水泥水化充分，水泥水化生成物堵塞毛细孔隙，因而形成不连通的毛细孔，提高了混凝土的抗渗性。

4 结束语

大体积混凝土的裂缝是由于多种因素所致，因此，裂缝应从设计、结构、施工等方面来采取综合措施进行防治。

大体积混凝土一旦出现裂缝，虽然可以用水泥灌浆、化学灌浆等方法加固修补，但费工、费时、费钱，且很难恢复到原状。因此，大体积混凝土应以防止出现裂缝为根本措施，万不得已才对裂缝进行修补。

冬季施工的大体积混凝土，只有在综合防治的各环节下工夫，认真加强养护，才能有效避免出现危害较大的裂缝。