混凝土裂缝质量如何控制随着我国经济建设规模的迅速扩大，建筑业向高、大、深和复杂结构的方向发展。

工业建筑中的大型设备基础；大型构筑物的基础；高层、超高层和特殊功能建筑的箱型基础及转换层；有较高承载力的桩基厚大承台等都是体积较大的钢筋混凝土结构，大体积混凝土已大量地应用于工业与民用建筑之中。

这些部位整体性质量要求高,质量的好坏直接影响到结构的安全使用,为了保证结构安全和降低经济损失,我们要减少和控制裂缝及质量通病的出现。

本文通过对大体积结构裂缝的分析，提出了解决大体积砼结构无缝施工的措施和方法，为大体积砼结构裂缝控制提供参考。

一引言在大体积混凝土结构施工中，混凝土裂缝的控制是一个很重要的课题。

由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大，由外荷载引起裂缝的可能性很小，但由于水泥在水化反应中释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，会产生较大的温度应力和收缩应力，这将成为大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素二大体积混凝土的定义大体积混凝土，目前国内尚无统一的定义。

只有《普通混凝土配合比设计规程》JGJ / 55-2000中认为“混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于lm的部位所用的混凝土简称大体积混凝土”，这种提法不够科学准确，因为很多独立基础的最小尺寸大于lm，却不是大体积，也有很多结构最小尺寸小于lm，但体积较大，水化热引起的变形也较大，应列入大体积混凝土之列。

美国混凝土协会认为，大体积混凝土是“现场浇筑的混凝土，尽寸大到需要采取措施降低水化热和水化热引起的体积变化。

以最大限度地减少混凝土的开裂。

”美国混凝土学会还认为应考虑水化热引起体积变化与开裂问题。

国外对大体积砼的定义，即考虑了混凝土结构的几何尺寸，同时也考虑了水泥水化热引起体积变化与裂缝问题。

参照国外的标准，结合实际的工作经验，笔者认为，大体积混凝土的定义为:现场浇筑混凝土结构的几何尺寸较大，且必须采取技术措施以避免水泥水化热及体积变化引起的裂缝，这类结构称为大体积混凝土。

三大体积混凝土裂缝分类及产生原因大体积混凝土按其深度不同可以分为:贯穿性裂缝、深层裂缝、表面裂缝。

按照裂缝的成因又分为两种：一种是由于荷载直接作用，混凝土超过极限拉应力而引起的裂缝，也称作荷载裂缝或结构性裂缝，另一种是由于变形变化引起的裂缝，如结构由于温度、收缩和膨胀、不均匀沉降等因素而引起的裂缝，也称做变形裂缝。

大体积混凝土产生裂缝的原因很多，包括混凝土自身的因素、环境的因素、人为的因素等。

混凝土自身的因素包括水泥水化放热后混凝土降温过程中产生的温度裂缝、水泥浆硬化时体积收缩所产生的硬化收缩、混凝土干燥时产生的干缩等；环境的因素包括外界的约束、外界温度升降使混凝土膨胀或收缩；人为的因素包括设计的不合理、混凝土配合比不当、材料质量不合格、施工质量差等。

在这些因素中，比较普遍且影响较大的有:混凝土因水泥水化放热而升温降温、混凝土收缩、外界约束的存在、混凝土配合比的选择等。

3.1 水泥水化热水泥水化过程中要放出一定的热量。

而大体积混凝土结构物一般断面较厚，水泥放出的热量聚集在结构物内部不易散发。

通过实测，水泥水化热引起的温升，在水利工程中一般为15～25"C，而在建筑工程中一般为20～30"C，甚至更高。

水泥水化热引起的绝热温升，是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(时间)按指数关系增长，一般在10～12天接近于最终绝热温升。

但由于结构物有一个自然散热条件，实际上混凝土内部的最高温度，多数发生在混凝土浇筑后的最初3～5天。

由于混凝土的导热性能差，浇筑初期混凝土的强度和弹性模量都很低，对水化热引起的急剧温升约束不大，相应的温度应力也较小。

随着混凝土龄期的增长，弹性模量的增高，对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，以至产生很大的拉应力。

当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便开始出现温度裂缝。

3.2 外界气温变化大体积混凝土在施工阶段，外界气温的变化影响是显而易见的，因为外界气温愈高。

混凝土的浇筑温度也愈高；而外界温度下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，这对大体积混凝土是极为不利的。

混凝土内部的温度是水化熟的绝热温度，浇注温度和结构物的散热降温等各种温度叠加，而温度应力则是由温差引起的温度变形造成的；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在60～65"C，并且有较大的连续时间(与结构尺寸和浇筑块体厚度有关)。

在这种情况下，研究合理的温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的过大温度应力，就显得更为重要。

3.3 约束条件各种结构物在变形变化过程中，必然会受到一定的“约束”或“抑制”而阻碍变形，这就是指的约束条件。

约束条件一般可概括为两类：即外约束和内约束(亦称自约束)。

外约束指结构物的边界条件，一般指支座或其它外界因素对结构物变形的约束。

内约束指较大断面的结构，由于内部非均匀的温度及收缩分布，各质点变形不均匀而产生的相互约束。

具有大断面的结构，其变形还可能受到其它物体的宏观约束。

大体积混凝土由于温度变化会产生变形，而这种变形又受到约束，便产生了应力，这就是温度变化引起的应力状态。

而当应力超过某一数值，便引起裂缝。

3.4 混凝土的收缩变形混凝土中80％的水分要蒸发，约20％的水分是水泥硬化所必须的。

混凝土水化作用产生的体积变形，称为“自身体积变形”，该变形主要取决于胶凝材料的性质，对于普通水泥混凝土来说，大多数为收缩变形，少数为膨胀变形，一般在-50~+50 x l0-6旷范围内。

如果以混凝土温度线膨胀系数为10x0-6／℃计，当混凝土的自身体积变形从-0 x l0-6击变至50 x l0-6时，即相当于温度变化10℃引起的变形，这一数值是相当可观的。

目前，补偿收缩混凝土的研究和发展逐渐认识到，如果有意识地控制和利用混凝土的自身体积膨胀，有可能大大改善某些混凝土的抗裂性。

但对于普通水泥混凝土，由于大部分属于收缩的自身体积变形，数量级较小，一般在计算中忽略不计.如前指出，在混凝土中尚有80％的游离水分需要蒸发。

多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩(干缩)，这种收缩变形不受约束条件的影响。

若有约束，即可引起混凝土的开裂，并随龄期的增长而发展。

混凝土的收缩机理比较复杂，其最大的原因，可能是内部孔隙水蒸发变化时引起的毛细管引力。

收缩在很大程度上是有可逆现象的。

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．干湿交替将引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。

此外，影响混凝土收缩的因素很多，主要是水泥品种和混合材、混凝土的配合成分，化学外加剂以及施工工艺，特别是养护条件等。

四大体积混凝土产生裂缝的质量控制通过对大体积混凝土的深入研究和工程实践经验的反馈，控制大体积混凝土开裂应从两方面入手。

一方面，提高混凝土的抗拉强度，使其足够大，大到各种因素引起的开裂应力小于它。

另一方面，控制各种温度应力，使其尽可能小，使之小于混凝土的抗拉强度。

而混凝土温度应力取决于其浇筑温度、水泥水化热和混凝土表面温度。

即通过优化配合比、选择水泥品种、改善混凝土养护条件等亦可达到控制大体积混凝土裂缝的目的。

因此，防止大体积混凝土出现裂缝应从以下几个方面加以有效控制。

4.1 减小混凝土内外温差（1）降低水化热温升大体积混凝土内部的温度上升是由于水泥水化反应释放热量造成的，由于混凝土的导热性差，使得热量蓄积，因此应选用低标号低水化热水泥和降低水泥用量来降低水化热温升。

（2）降低混凝土入模温度为了降低混凝土内部温度的峰值，在水化热温升一定的情况下，控制混凝土出机温度和入模温度是有必要的。

研究表明，混凝土的浇筑温度越高，水泥的水化反应速度越快。

一般认为，混凝土浇筑温度每升高10℃则混凝土内部温度的峰值将提高3～5℃，大体积混凝土的浇筑温度最好控制在25℃以下。

1)控制部分原材料的温度2)混凝土浇筑尽量安排夜间施工3)控制混凝土运输和入模过程中的升温（3）加强保温，控制混凝土内外温差为了防止大体积混凝土表面温度下降速率太快，条件允许时应该尽量延长拆模时间。

拆模以后也要尽快覆盖保温层。

4.2 减小约束应力的措施（1）合理划分结构段，减小结构长度对约束应力的影响（2）合理设置施工缝1)水平施工缝的设置在底板上连续浇筑墙体时，其上水平缝严格按规范设置。

该措施可以避免大断面约束小断面情况的出现。

2)竖向施工缝的设置施工中采用设置闭合块的方法，进行分块浇筑，共设置4个闭合块，减小了一次浇筑的长度，一方面降低了约束应力，另一方面将水化热从时间和空间上均分散开来，增加了散热面积，降低了温升。

（3）缩短混凝土浇筑间歇期4.3 合理选择混凝土材料及混凝土配合比混凝土材料和混凝土配合比的合理选用可以使混凝土具有较大的抗裂能力。

（1）合理选用水泥优先选用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山炭质硅酸盐水泥等。

当混凝土除抗裂性能要求外，还要求抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、强度较高及干缩较小等要求时，则可以采用较高标号的中热硅酸盐水泥。

当环境水具有硫酸盐侵蚀时，应采用抗硫酸盐水泥。

（2）适当掺用混合材料实验资料表明，在混凝土内可以掺入一定数量的粉煤灰。

由于粉煤灰具有一定活性，不但可以代替部分水泥，而且能改善混凝土的粘塑性，改善混凝土的可泵性，降低混凝土的水化热。

掺加粉煤灰后可改善混凝土的后期强度，但是其早期抗拉强度及早期极限拉伸值均有少量降低。

因此在工程中常在混凝土中掺加粉煤灰做外掺料。

（3）合理掺用外加剂混凝土外加剂包括减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂、膨胀剂等多种类型。

减水剂是最常用、最重要的外加剂，它具有减水和增塑作用，在保持混凝土坍落度及强度不变的条件下，可减少用水量，节约水泥、降低绝热温升。

（4）优化混凝土配合比优化混凝土配合比，降低水泥用量，减少水泥水化热，这样就降低了混凝土的绝热升温。

一般方法有:减小坍落度，掺大块石(埋石混凝土)，使用减水剂，缓凝剂，掺混合材，采用先进的搅拌工艺等。

同时，严格控制砂石骨料的含泥量，在保证混凝土稠度及流动条件下，尽量节省水泥，降低混凝土绝热温升。

4.4 加强对大体积混凝土的温度监测工作温度控制是大体积混凝土施工中的一个重要环节，也是防止温度裂缝的关键。

要实时对混凝土温度进行系统的实测，测温时发现混凝土内部最高温度与最低温度之差达到25度或温度异常，应及时通知技术部门和项目技术负责人，以便及时采取措施，如温度达到25度时,养护次数应比原来增加一倍(养护水采用井水为宜)且砼还要防止太阳爆晒。

4.5 加强对大体积混凝土的保温和养护混凝土在浇筑的初期，强度低、抵抗变形能力小，如果遇到不利的外界条件，其表面容易发生有害的冷缩和干缩裂缝。