【摘要】大体积混凝土已经愈来愈广泛的应用于大型设备基础、桥梁工程、水利工程、地下室、框架和筏式基础、水泵房、沉箱、沉井等施工方面。以此为背景，本文分析了大体积混凝土裂缝的主要类型，在详细分析了大体积混凝土裂缝基本控制要点的基础上，并结合实例工程，具体分析了大体积混凝土裂缝控制技术在实际中的应用。研究结果对于处理类似大体积混凝土裂缝问题具有一定的参考意义。

【关键词】建筑工程；大体积混凝土裂缝；控制技术

0. 引言

大体积混凝土目前尚无一个明确的定义，国外的定义也不尽相同。日本建筑学会标准（JASS5）规定：“结构断面最小厚度在80cm 以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土”。美国混凝土学会（ACI）规定“ ：任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求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”。我国混凝土结构施工规范认为：凡是结构物断面最小尺寸在3m 以上的混凝土块体，单面散热的结构断面最小尺寸在75cm 以上，双面散热在100cm 以上，水化热引起的最高温度与外界气温之差，预计超过25℃的混凝土，均可称为大体积混凝土。大体积、超大体积混凝土结构之所以产生裂缝的根源在于水泥水化热蕴藏在混凝土结构中，导致内外温差应力超过混凝土本身抗拉强度。由于混凝土导热性能较差，浇筑初期混凝土的强度和弹性模量都很低，对于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，以致产生很大的拉应力，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。

1. 混凝土裂缝种类

常见的大体积混凝土结构的裂缝有两种，分别为宏观裂缝与微观裂缝两种，而宏观裂缝是由微观裂缝发展而成的。裂缝就其开裂深度可分为表面的、贯穿的；就其在结构物表面形状可分为网状裂缝、爆裂状裂缝、不规则短裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、斜裂缝等。

（1）微观裂缝

微观裂缝是指用肉眼看不见的，其宽度在0.05mm 以下的裂缝，其分布不规则，沿截面是不贯穿的。

（2）宏观裂缝

宏观裂缝是指用肉眼可以看见的，其宽度在0.05mm 以上的裂缝，它是微裂缝发展的结果这种裂缝有三种，分别为表面裂缝、深层裂缝与贯穿裂缝。

2. 大体积混凝土基础裂缝控制的基本要点

通过裂缝形态及原因分析可以得知，控制裂缝应从以下几个方面入手：

（1）控制混凝巨内外温差。根据规定，大体积混凝土内外温差不应高于25℃，内外温差越友，裂缝可能性与程度越严重。

（2）改善边界约束条件。通过合理的构造设计减少内部约束，通过在地基与基础之间设置滑移层，减弱地基的外部约束作用。

（3）采用中、低热的水泥品种，防止大体积混凝土出现裂缝的关键是尽量减少水泥用量，控制混凝土内部与表面的温差。减少水泥用量的另一方法是提高粉煤灰用量，在满足强度和其他性能要求的前提下，尽量降低水泥用量。

（4）控制混凝土温度峰值。峰值温度与环境温度之差决定温度变形总量，峰值温度越高，温度变形量越大，可能引起的后果越严重。

（5）从混凝土基本性能角度控制混凝土硬化收缩量。不论是升温阶段还是降温阶段，硬化收缩本身可以引起裂缝，同时会加剧温度裂缝的程度。

（6）延缓降温阶段的温度递减速度，增加降温收缩阶段经历的时间。一方面可以通过地基水分、气体的缓慢排出增加地基的塑性变形；另一方面可以通过增加降温阶段时间增加混凝土较高温度状态下的徐变变形量，减小基础降温阶段的收缩应力。

（7）加强温度测控，密切注视外界气温变化，妥善做好应急准备。

3. 工程应用实例

某工程建筑面积3.5 万m2，框剪结构，10 层，高度47m，抗震按8 度设防。3 座塔楼采用筏板基础，混凝土等级C30，长、宽、厚分别为41m，20.6m，1.6m。采用斜面分层法纵向推进，每层浇筑厚度60cm，一次整体浇筑。混凝土初凝后二次抹压，终凝后蓄水养护，蓄水厚度150mm，蓄水21d 后改为草袋覆盖洒水养护。沿纵横对称轴设置测温孔，中心测温点位于1/2 厚度处，每隔6h 测温一次。同时测量中心温度及表面温度。施工期间环境气温16 ～ 27℃。计算混凝土拌合温度tc ：tc= Σ tiwiCi/ Σ wiCi式中，ti 为各全组材料拌合前的温度；wi 为混凝土各组分材料用量；ci 为混凝土各组分量材料比热。计算混凝土最大绝热温升th ：th=（wc+KF）Q/cρ式中，wc 为水泥用量（kg/m3）；F 为混凝土活性掺合料用量；K 为掺合料折减系数，粉煤灰取0.25 ～ 0.3 ；Q 为水泥28d 水化热（kJ/kg）；c 为混凝土比热，取0.97（kj/kg•℃）ρ 为混凝土密度，取2400（kg/m3）。计算混凝土中心最高温度值tmaxtmax=t0+0.1wc+0.02F式中，t0 为混凝土浇筑温度；wc 为每立方米混凝土水泥用量（kg/m3）；F 为每立方米混凝土粉煤灰用量（kg/m3）。经过实际测量，混凝土中心最高温度计算值与实测值基本接近，内外温差最大值为24℃，中心最高温度64℃，出现在浇筑后60h。最高温度持续12h 后开始下降，养护21d 时温度下降到34℃，混凝土表面裂缝与贯通裂缝均未出现。

4. 大体积混凝土施工技术措施总结通过资料研究并结合本工程，总结大体积混凝土基础施工技术措施如下：

（1）采用中、低热的水泥品种，防止大体积混凝土出现裂缝的关键是尽量减少水泥用量，控制混凝土内部与表面的温差；

（2）提高粉煤灰用量，发挥粉煤灰后期强度高的优势，28d 强度改为60d 强度；

（3）加大缓凝高效减水剂的掺量，这样降低水泥用量，充分利用混凝土的后期强度；

（4）选择适宜的骨料，降低混凝土拌合温度。骨料遮阳储存，必要时喷水雾降温；水中加冰降低水温；

（5）调整配合比控制混凝土的泌水量或采取措施减少水的蒸发，使混凝土的泌水量略大于水的蒸发量，以减少收缩裂缝；

（6）对混凝土结构合理进行分缝分块；

（7）掺加适宜的外加剂，使混凝土温度均匀散发，延长水化热时间，推迟热峰值；

（8）减少混凝土的收缩量，用膨胀剂补偿收缩；

（9）控制混凝土的出机温度和浇筑温度；

（10）表面蓄水养护，必要时采用内降外蓄法，在混凝土内部设置循环水冷却管道，与表面蓄水形成循环系统；

（11）做好测温工作，合理布设测温点，同时测量内部温度、表面温度和环境温度，随时调整养护状况；

（12）在垫层上铺设沥青油毡，在岩石地基上铺设300mm 砂石缓冲层，使基础收缩变形时能够与地基发生相对滑移。

5. 结束语

大体积混凝土温度裂缝的控制是一个复杂的问题，影响因素较多。水泥水化热是大体积混凝土生产温度裂缝的主要因素，外界气温变化的影响、约束条件与温度裂缝的关系、混凝土的收缩变形等均是大体积温度裂缝产生的重要因素。在控制大体积混凝土温度裂缝时应从产生温度裂缝的各个因素出发，从设计、施工、养护及温控等各个环节加以控制，，设计出经济、简便的温控方案，以避免温度裂缝的产生，并最终确保工程质量。

参考文献

[1] 邓磊. 大体积混凝土裂缝控制技术的探讨[J]. 建筑施工，2012，03 ：197-198

[2] 路璐，李兴贵. 大体积混凝土裂缝控制的研究与进展[J].水利与建筑工程学报，2012，01 ：146-150

[3] 贾磊峰. 谈房建基础大体积混凝土裂缝控制措施[J]. 山西建筑，2013，01 ：85-86