摘要:本文結合工程實例，分析了大體積混凝土裂縫產生的原因和機理，並根據裂縫產生的原因，提出了壹套減少裂縫的有效措施，具有壹定的現實意義。
關鍵詞混凝土裂縫原因及措施
大體積混凝土的主要特點是大斷面施工，施工體積厚。由此產生的問題是，水泥水化釋放的熱量使混凝土內部溫度逐漸升高，產生的熱量不易導出，導致內外溫差較大。另外，混凝土早期抗拉強度低，彈性模量小，導致混凝土開裂，影響工程質量。首先，混凝土表面裂縫的存在會影響構件的美觀；其次，表面裂縫對混凝土的耐久性也有壹定的影響。由於裂縫直接嵌入結構中，混凝土保護層厚度會減小，為鋼筋腐蝕留下隱患。此外，施工過程中裂縫的二次處理耗費人力物力。正是由於上述原因，大體積混凝土的裂縫問題在工程中受到了較多的關註，混凝土裂縫很難避免，使得裂縫的防治耗費了大量的人力和財力。這種問題發生在我參與的北京制版廠住宅樓和商務樓項目中。在工程實施過程中，通過不斷的監測、分析、研究和試驗，我終於對裂縫產生的原因有了壹定的了解，並對避免裂縫的方法和措施做了壹些研究和總結，特此提出，與同仁們共同探討。
1項目概況
北京制版廠住宅樓和業務樓為住宅和商業辦公樓，結構形式為高層鋼筋混凝土框架剪力墻結構。本工程基礎為筏板基礎，中間的沈降縫將住宅樓和商務樓分成兩個獨立的部分。住宅樓筏板，基礎底標高-8.5m，筏板厚度1m，筏板長44.7m，寬28.45m。1m厚板混凝土量15438+08438+0m3。商務樓筏板底部標高為-5.3m，筏板厚度為2m，筏板長度為26.05m，寬度為25.85m，混凝土體積約為1200m3。混凝土為C30。住宅樓與商務樓筏板底標高相差3.2m。按照先深後淺的順序，先施工0.00以下的住宅樓基礎混凝土，再施工商務樓筏板混凝土。本工程混凝土配合比選擇見表1。
表1混凝土配合比
強度等級、水灰比、砂率(%)、單位面積原材料消耗量(kg/m3)、水化熱(KJ)
水泥、砂和粉煤灰UEA BD-1 115238
c30p 8 0.45 40 330 673 1030 132 205 36 9.8
該項目始於2002年4月。在住宅樓和商務樓筏板基礎底板大體積混凝土施工過程中，出現了三次嚴重的混凝土裂縫。分別是住宅建築③軸和④軸之間，商業建築②軸和④軸之間的施工階段。
2原因分析
根據幾處裂縫的位置、施工操作方法、施工環境、所用材料以及相應改進措施的實施效果，現場組織了多次專題會議，分析研究裂縫產生的原因。原因分析包括:
2.1表面裂縫原因分析
混凝土的體積隨著溫度的升高(或降低)而膨脹(或收縮)的現象稱為溫度變形。大體積混凝土工程結構截面大，水泥用量大。澆築後，水泥釋放大量水化熱，混凝土溫度上升。由於混凝土導熱性能差，體積過大，相對散熱量較小，因此，混凝土內部水化熱不積累，而外部散熱較快，內部溫升產生壓應力，表面產生拉應力[1]。當溫度梯度足夠大，表面拉應力σ(t)超過混凝土的極限抗拉強度時，混凝土表面就會產生裂縫。
2.2貫穿裂紋的原因分析
隨著水泥水化反應的結束和混凝土不斷散熱，大體積混凝土由加熱階段過渡到冷卻階段。隨著溫度的降低，體積縮小。由於混凝土內部熱量通過表面向外輻射，冷卻階段混凝土溫度場分布仍處於中心溫度高、表面溫度低的狀態，因此混凝土中心部分與表面部分的冷卻程度不同，在混凝土內部產生較大的內部約束，同時基礎和邊界條件也對收縮混凝土產生較大的外部約束。內外約束使收縮混凝土產生拉應力。隨著齡期的增加，大體積混凝土強度增加，彈性模量增加，徐變效應減小。因此，冷卻收縮產生的拉應力較大，不僅抵消了加熱產生的壓應力，還在混凝土中形成了較高的拉應力，從而造成了大體積混凝土的貫通裂縫[2]。
結合以往的經驗，通過各種情況的對比和試驗分析，最終認為產生裂縫的原因很多，除了荷載、溫度、收縮、不均勻沈降等原因外，還有以下原因:
1，原材料質量差:砂石含泥量太大，砂的細度模數太小。
2.配合比不當:坍落度和單邊水泥控制不當。
3.施工方法不當:負彎矩鋼筋被踩踏。固化時間短，二次受光時間不當，模板支撐剛度不足。
4.人員因素:操作人員質量意識差，技術素質低，技術交底不詳。
5.環境因素:混凝土澆築時間控制不當，如日曬、不均勻沈降等。
3機理分析
3.1大體積混凝土原材料要求
3.1.1水泥
大體積混凝土施工應采用低熱水泥，水泥的水化熱是其礦物組成和細度的函數。降低水泥的水化熱，主要是選擇合適的礦物組成和調整水泥粉的細度。因此，本工程選用劉立河水泥廠生產的P042.5水泥，其4天水化熱為314KJ/Kg。
3.1.2合計
應選用級配良好的骨料，粗骨料粒徑為5 ~ 40 mm，細骨料為中粗砂，嚴格控制砂石含泥量不超過3%和1%。
3.1.3活性混合材料
在本工程中，加入壹定量的粉煤灰活性物質，以“分解”水化熱，改善混凝土的和易性。摻加粉煤灰可以在不改變設計強度的情況下，延長混凝土的凝結時間，避免施工縫的出現。摻入粉煤灰可以降低混凝土的徐變、收縮和熱膨脹系數，改善抗泌水和離析性能，顯著提高混凝土的抗滲性能。
3.1.4外加劑
大體積混凝土施工中使用的外加劑不同於普通混凝土，應具有以下特點:1)緩凝作用:外加劑的緩凝作用可以減緩水泥水化放熱速率，有利於散熱，降低混凝土內部溫升。2)高效減水:高效減水可以大幅度降低混凝土拌和用水量，在水灰比基本不變的情況下，可以大幅度降低混凝土的水泥用量，即降低水化熱的內因。本工程使用的減水劑BD-1具有減水緩凝雙重作用，延長混凝土凝結時間，保證混凝土整體澆築，延長混凝土內部散熱過程，避免溫度裂縫。
3.2大體積混凝土施工技術
大體積混凝土施工工藝為:施工準備-澆築工藝-振搗-泌水處理-表面處理等。主要步驟是澆築和振搗，所以混凝土入模溫度要盡量降低。如果用地下冷水或冰水拌制混凝土，砂石料場將設置防曬棚。其次，大體積混凝土基礎的整體性要求高，要求混凝土壹次連續澆築。施工工藝應分層澆築，分層搗實，控制澆築層的厚度和進度。根據整體要求、結構尺寸、鋼筋密度、混凝土供應等具體情況，混凝土澆築采用平面與斜面相結合的分層方法，住宅樓分為三層，商務樓分為五層，斜面分層厚度為300-450 mm，使用插入式振搗棒時，垂直斜向操作時，快插慢拔，避免分層或形成空腔，上下抽動，使振搗均勻。分層灌註時，振搗上層應插入下層約5cm。在每壹點振動20-30秒，直到混凝土表面不再明顯下沈，不再出現氣泡，並且砂漿發光。20-30分鐘後，重新振動。每振搗壹段後，應立即鋪開。澆註後10小時內抹平壹次。初凝前兩小時，進行第二次抹灰。最後，應認真進行熱工計算，加強測溫，采取保溫養護，減小大體積混凝土內外溫差。溫度測點的布置如圖1所示:
圖1溫度測點布置圖
每組測溫點設置三個測溫孔，呈三角形排列，分別測量底板底部、中部和表面的溫度，測溫孔間距為600。
測溫點布置在底板邊緣和中間，避開墻壁和反梁，***10。
溫度計孔由ф20 ~ 25薄壁鋼管埋設而成。預埋前，將鋼管按所需長度切割，下端與鋼筋頭焊接，上端用塑料布裹緊。預埋時，上端應預留10cm。
加強混凝土的養護也很重要。大體積混凝土施工時，應邊澆築邊覆蓋，保溫養護5 ~ 7天後進行澆水養護。由於新澆大體積混凝土處於加熱階段，如果澆水或浸水，混凝土外部突然冷卻，導致內外溫差過大，容易產生嚴重裂縫，應避免過早澆水。
4控制大體積混凝土裂縫的具體措施
與普通混凝土相比，大體積混凝土不僅要滿足普通混凝土的強度、整體性和耐久性要求，還要考慮如何控制溫度變形裂縫的發生和發展。大體積混凝土應盡量降低混凝土內部最高溫度和內外溫差，這涉及到結構的平面尺寸、結構厚度、約束條件、鋼筋布置、混凝土材料、施工工藝和養護條件等。
控制大體積混凝土裂縫的技術措施具體包括以下幾個方面:
4.1降低水泥的水化熱
選擇低水化熱或中等水化熱的水泥配制混凝土；充分利用混凝土的後期強度，降低每立方米混凝土的水泥用量；采用粉煤灰混凝土，強度等級齡期定為60天，並加入相應的減水劑改善和易性。降低水灰比，達到水泥用量少，水化熱低的目的。
4.2降低混凝土入模溫度
盡量避開炎熱天氣澆築混凝土；用低溫水攪拌；預冷卻集料或覆蓋集料以防止太陽加熱；加入緩凝減水劑；測量並記錄混凝土入模溫度。
4.3加強施工中的溫度控制。
住宅樓地面1.0m厚，1層塑料布，兩層阻燃草袋，蓄水保溫保濕。根據當時的氣候條件、混凝土使用的水泥、混凝土配合比、外加劑和摻合料、混凝土厚度、保溫材料、大體積混凝土的熱工計算，確保混凝土表面與內部的溫差超過25？0?2C；商務樓地面厚2.0m。由於高溫，地板加厚了。通過熱力計算，用塑料布和草簾蓄水保溫保濕。根據需要布置測溫孔。根據測得的溫度調整養護材料和養護覆蓋時間。如果大氣溫度下降或者保溫不到位，內外溫差接近甚至超過25？0?2C、應加強覆蓋保溫；蓄水和保溫養護時間不得少於10天，以促進混凝土早期強度增長。
4.4為防止溫度裂縫的發展，住宅樓板混凝土邊緣應加設抗裂鋼筋，φ 10 @ 360，雙向。
5結論
通過分析裂縫產生的原因和機理，采取壹些有針對性的措施，可以將大體積混凝土的裂縫減少到合理的範圍內。但是，由於裂縫產生的原因復雜，要完全避免裂縫仍然很困難，需要大量的研究和實踐。控制和預防大體積混凝土裂縫是壹項系統工程，涉及到設計、原材料選擇、施工工藝、養護等諸多不確定因素。任何壹個環節出現問題都會導致混凝土開裂。雖然影響大體積混凝土裂縫的因素很多，但主要原因是溫度應力。作為工程技術人員，應了解混凝土中的溫度變化規律，合理選擇水泥品種，嚴格控制水泥用量，添加合適的混合材料和外加劑，優化混凝土配合比，合理施工，實時監控，加強養護。其次，要認真研究混凝土裂縫，區別對待，采取合理的措施進行處理，在施工中采取各種有效的預防措施，防止裂縫的發生和發展，確保建築物和構件的安全。妳可以在百度上找到很多。