大体积混凝土裂缝的产生和预防

-容摘要随着现在工程的需要，越来越多的用到大体积混凝土构件，而大体积混凝土构件在满足我们工程使用需要的同时，其在施工上也有比一般混凝土构件更为严格的施工方案及技术措施，以及后期的测试测验工作；可是该类构件的裂缝却是难以避免的，根据对一些工程的跟踪及对相关资料的研究整理，对大体积混凝土裂缝的成因、机理、相关防治措施等进行浅显分析。关键词：大体积混凝土裂缝；成因；机理；防治措施 目 录容摘要I引言11 大体积混凝土裂缝产生的主要原因分析21.1 水泥水化热21.2 收缩裂缝21.3 外界气温变化引起的裂缝22 大体积混凝土裂缝的预防措施42.1 注意原材料的选择42.1.1 水泥品种及用量42.1.2 掺加粉煤灰52.1.3 骨料52.1.4 选择恰当外加剂62.2 采用合理的施工方法62.2.1 选择优化配合比72.2.2 加适当预埋件72.2.3 制定切实可行的施工工艺72.2.4 做好表面隔热保护102.2.5 改进施工技术102.3 科学、合理的养护措施103 大体积混凝土裂缝的处理方法123.1 表面修补法123.2 混凝土置换法123.3 结构加固法123.4 灌浆、嵌缝封堵法124 案例分析144.1 案例一144.1.1 工程概况144.1.2 预防措施144.1.3 取得效果155 结论16参考文献17. z.-引 言随着经济的发展，现在的建设工程越来越多的用到大体积混凝土构件，像公路桥涵中长桥大桥的承台、墩台，高层及超高层建筑物或构筑物的基础，大的建筑群基础，矿山、检验检测的设备基础，水利大坝等相应的部位都会用到大体积混凝土。而大体积混凝土构件在满足我们工程使用需要的同时，其在施工上也有比一般混凝土构件更为严格的施工方案及技术措施，以及后期的测试测验工作，尤其对该类构件容易产生裂缝的痹症更应制定相对应的具体措施。虽然大体积混凝土在施工上要有更为繁琐的工艺，造价上更大凡荣投入，但因其强大的承载能力等优良性能，必将能在以后更高标准的建设工程施工中扮演越来越重要的角色。1 大体积混凝土裂缝产生的主要原因分析大体积混凝土裂缝若处理不当，会影响工程质量。首先混凝土表面裂缝的存在会影响构件美观；其次表面裂缝对混凝土的耐久性也产生一定的影响，由于裂缝直接嵌入结构体，所以将减小混凝土保护层厚度，给钢筋锈蚀留下隐患；另外施工时要对裂缝进行二次处理，费工费料。正是上述原因，工程上一直对大体积混凝土出现裂缝的问题比较重视，而大体积混凝土出现裂缝又是很难避免的，这使防治裂缝耗费了大量的人力财力。下面讲解裂缝产生的主要原因：1.1 水泥水化热大体积混凝土构件的水泥用量要远远大于普通构件，水泥在水化过程中要释放出一定的热量，水化热和水泥用量成正比，随着水泥用量的增大释放更多的热量。相较于普通混凝土构件而言，大体积混凝土释放的水化热本就远大于普通构件，再加上其结构断面较厚、表面系数相对较小，所以水泥水化热发生的热量聚集在结构部又更不容易不易散失，这样混凝土部大量的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使外温差越增大；当混凝土的部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比，温差越大，温度应力也越大。当混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便开始产生温度裂缝。这就是大体积混凝土容易产生裂缝的主要原因。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。1.2 收缩裂缝混凝土中约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；这种收缩变形不受约束条件的影响，若存在约束，就会产生收缩应力而出现裂缝。大体积混凝土的水泥用量因为要远大于普通混凝土构件，为保证其水化反应，就需要更多的水分，同时蒸发掉的就相应增大，所以就比普通混凝土产生更大的收缩性裂缝。影响大体积混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。要最大限度的减小此类裂缝，就选择一些低水化热水泥、掺入适量和适当的掺合料以减少水泥用量、选用缓凝高效减水剂等方法来降低收缩裂缝的产生。1.3 外界气温变化引起的裂缝外界气温变化引起的裂缝主要体现在通过增大混凝土入模温度和降低混凝土构件表层温度，加大了外温差从而引起裂缝。大体积混凝土在施工期间，外界气温的变化对混凝土的开裂的影响会远大于对普通混凝土构件的影响，主要体现在以下方面。外界温度越高，混凝土的浇注温度也越高，由此增大了混凝土部温度，便增大了外温差；而大体积混凝土的部水化热温度原本就远大于普通混凝土，所以对大体积混凝土来说随着入模温度增加而导致的外温差便会更大。外界温度下降，尤其是骤降，大大增加外层混凝土与混凝土部的温度梯度，产生温差应力，造成混凝土出现裂缝；因为大体积混凝土的结构尺寸大于普通混凝土构件，表面系数小，所以外层混凝土温度的降低对裂缝的影响会远大于普通构件。因此控制混凝土表面温度与外界气温温差，也是防止裂缝的重要一环。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，大体积混凝土更不易散热，混凝土部的最高温度一般可达6065，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止大体积混凝土外温差引起的温度应力。2 大体积混凝土裂缝的预防措施2.1 注意原材料的选择大体积混凝土开裂后，其性能与原状混凝土性能相差很大，严重影响结构的长期安全和耐久运行。材料型裂缝主要是由温差和收缩引起，所以为了防止裂缝的产生，就要最大限度的降低温差和减小混凝土的收缩。防止大体积混凝土裂缝措施中第一步就应先从原材料入手，优选适宜原材料，所涉及容及具体措施如下。2.1.1 水泥品种及用量 给大体积混凝土构件选取早期水化热低的水泥，相比较于普通混凝土来说可以有效的降低因水泥水化热而产生的热量。由于引起裂缝的温差主要是由水化热产生的，所以为了减小大体积混凝土构件的温差就要尽量降低其水化热，为了降低水化热，就要尽量不用或者少用普通构件用的硅酸盐水泥。由于水泥的水化热是矿物成分与细度的函数，要降低水泥的水化热，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥的细度模数，硅酸盐水泥的矿物组成主要有：C3S、C2S、C3A和C4AF，试验表明：水泥中铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）含量高的，水化热较高，所以，为了减少水泥的水化热，必须降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外，在不影响水泥活性的情况下，要尽量使水泥的细度适当减小，因为水泥的细度会影响水化热的放热速率，试验表明比表面积每增加100cm2/g，1d的水化热增加17J/g21J/g，7d和20d均增加4J/g12J/g。 相比较于普通构件，大体积混凝土构件的水泥用量要大十几倍甚至是几十倍，所以因水化热产生的热量便也成倍增加；在条件许可的情况下，大体积混凝土构件为了更大限度的降低因水化热产生的热量，就应选用特殊性能的水泥，以减少其用量。可优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥，高标号水泥，以减少水泥用量。选用低热或中热水泥，减少水化热，降低混凝土的温升值。并尽量选用后期强度（90或120天），降低水泥量，并延缓峰值。在满足设计和混凝土可泵性的前提下，将大体积混凝土构建的水泥用量控制在设计及规要求的最低值，最大限度的降低因水泥水化反应而产生的热量。降低混凝土所受的拉应力，减少混凝土的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。2.1.2 掺加粉煤灰 为了减少大体积混凝土的水泥用量，降低水化热并提高和易性，除了相较于普通构件选用特殊性能的水泥品种外，我们还可以把部分水泥用粉煤灰代替，和普通混凝土相比，掺入粉煤灰后有以下作用：由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，其中二氧化硅含量40%60%，三氧化二铝含量17%35%，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；由于粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀；同时，粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土部的孔结构，使混凝土中总的孔隙率降低，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。 大体积混凝土中掺用粉煤灰后，和普通混凝土相比可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等，这对于大体积混凝土的裂缝控制作用是非常大的。值得一提的是：由于粉煤灰的比重较水泥小，混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的掺合料较多，强度较低，表面容易产生塑性收缩裂缝。因此，粉煤灰的掺量不宜过多，在工程中我们应根据具体情况确定粉煤灰的掺量。2.1.3 骨料对于大体积混凝土来说应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料，尽量采用中砂，严格控制砂、石子的含泥量，控制水灰比在0.6以下，比较于普通混凝土更有效的减小每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量，随之有效的降低水泥水化热，降低裂缝的产生。另外还可以在混凝土中掺缓凝剂，减缓浇注速度，以利于散热。（1）粗骨料相比较于普通混凝土，大体积混凝土可选用连续级配碎石，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。（2）细骨料 大体积混凝土宜采用级配良好的中砂和中粗砂，砂细度模数2.80-3.00，最好用中粗砂，因为比普通混凝土所用的细骨料其孔隙率小，总表面积小，这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少，水化热就低，裂缝就减少，另一方面，大体积混凝土所用细骨料要严格控制砂子的含泥量，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沙。杜绝使用海砂。2.1.4 选择恰当外加剂可根据设计要求，在大体积混凝土中掺加一定用量外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂。外加剂中糖钙能提高混凝土的和易性，使用水量减少20左右，水灰比可控制在0.45以下，初凝延长到5h左右。加入外加剂后的大体积混凝土能比普通混凝土更有效减小混凝土收缩开裂的机会，外加剂对混凝土收缩开裂性能有以下影响：（1）减水剂对大体积混凝土开裂的影响减水剂的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度或在保持混凝土一定强度时减少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的减少对防止大体积混凝土的开裂是十分有利的（2）缓凝剂对大体积混凝土开裂的影响缓凝剂的作用一是延缓大体积混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，大体积混凝土强度也增大了，从而减小裂缝出现的机率，二是改善和易性，减少运输过程中的塌落度损失。（3）引气剂对大体积混凝土开裂的影响引气剂在大体积混凝土的应用是对改善混凝土的和易性、可泵性、提高大体积混凝土耐久性能十分有利。在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在这里值得注意的是：外加剂不能掺量过大，否则会产生负面影响，在GB80761977中规定，掺有外加剂的大体积混凝土，28d的收缩比不得大于135%，即掺有外加剂的大体积混凝土收缩比基准混凝土的收缩不得大于35%。2.2 采用合理的施工方法大体积混凝土施工重点主要是将温度应力产生的不利影响减少到最小，防止和降低裂缝的产生和发展。为保证工程质量，可增配构造筋，提高抗裂性能；在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限抗拉强度；合理设置后浇缝等方案。 2.2.1 选择优化配合比大体积混凝土要选用良好级配的骨料，严格控制砂石质量，降低水灰比，并在混凝土中掺加粉煤灰和外加剂等，以降低水泥用量，减少水化热，以降低混凝土温升，从而可以降低混凝土所受的拉应力。2.2.2 加适当预埋件对于大体积混凝土施工，在构件中间预留孔道或埋设水管必不可少，在部通循环冷水或冷气冷却，降温速度不应超过0.51.0/h。为保证冷却水的初期降温效果，施工单位项目部应根据现场实际情况，优化冷却水管的管路布置，合理选择水泵，并配备检修人员，以保证冷却系统正常工作，可大幅减少砼养护和温度观测时间，保证砼施工质量。另一种是在大体积混凝土易裂缝部位埋设应力应变传感片，直接测试拉应力，以便更直接控制混凝土（调节保温保湿养护条件，保证温度梯度），确保混凝土不裂缝。在构件面筋上加设铁丝网或小直径钢筋网，以提高混凝土表面抗裂性（中间温度筋可去掉）。如3.00m厚承台设计时，在承台中间设置了垫202肋水平抗缩钢筋网片。采用水平分层间隙”施工方法，分两层进行浇注，间隙时间7d以上，分层厚度各1.5m，抗缩钢筋网设置在下层1.5m的上表面。在工期允许的情况下，这种施工方法可降低部最高温升、减少人力、材料及机械设备的投入。2.2.3 制定切实可行的施工工艺2.2.3.1 大体积混凝土的拌制 1、在大体积混凝土拌制过程中，要严格控制原材料计量准确，同时严格控制混凝土出机塌落度。 2、在大体积混凝土的原材料中，石子的比热较小，但其在每m混凝土中所占的重量较大：水的比热较大，但它的重量在每m混凝土中只占一小部分。因此对混凝土的出机温度影响最大的是石子及水的温度，砂的温度次之，水泥的温度影响最小。为了进一步降底大体积混凝土的出机温度，最有效的办法是降低石子的温度。具体作法是在砂、石堆放处搭设简易遮阳棚，使用前用冷水冲冼；拌合水使用深井的现抽地下水。要尽量降低混凝土拌合物出机口温度，拌合物可采取以下两种降温措施：一是送冷风对拌和物进行冷却，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的温度控制在6左右。2.2.3.2 大体积混凝土浇注、拆模1、大体积混凝土浇注过程质量控制大体积混凝土的浇注方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：（1） 全面分层： 即在第一层全面浇注全部浇注完毕后，再回头浇注第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇注，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇注。 （2）分段分层： 混凝土浇注时，先从底层开始，浇注至一定距离后浇注第二层，如此依次向前浇注其他各层。由于总的层数较多，所以浇注到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇注。这种方案适用于单位时间要求供应的混凝土较少，不象第一种方案那样集中。这种方案适用于结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。 （3）斜面分层： 要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇注层下端开始，逐渐上移。 浇注大体积混凝土时根据现场实际情况采用合理可行的浇注方案，以利于水化热散发和减少约束作用；分层流水振捣，提高密实度，尽量采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密，避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。浇注过程中要进行振捣方可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平，以防止表面裂缝。 大体积混凝土的表面水泥浆较厚，且泌水现象严重，应仔细处理。对于表面泌水，当每层混凝土浇注接近尾声时，应人为将水引向低洼边部，处缩为小水潭，然后用小水泵将水抽至附近排水井。在混凝土浇注后48h，将部分浮浆清掉，初步用长刮尺刮平，然后用木抹子搓平压实。在初凝以后，混凝土表面会出现龟裂，终凝要前进行二次抹压，以便将龟裂纹消除，注意宜晚不宜早。 根据泵送大体积混凝土的特点，采用分段定点，一个坡度，薄层浇注，循序推进，一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇注间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况在每个浇注点的前、后各布置一台振捣器。第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部混凝土的扩散，第二道布置在混凝土坡脚处，确保下部混凝土的密实。随着混凝土浇注工作的向前推进振捣器也相应跟上以确保整个高度混凝土的浇注质量。对浇注后的混凝土在振捣界限以前给予二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减小部微裂、增加混凝土的密实度，从而提高抗裂性。混凝土二次振捣的恰当时间是指混凝土经振捣后尚能恢复到塑性状念的时间。掌握二次振捣的恰当时间可通过将运转着的振捣棒以其自身的重力逐渐插入混凝土中进行振捣，如果混凝土仍可以恢复塑性状态，将振捣棒小心拔出时混凝土仍能自行闭合，而不会在混凝土中留下孔穴，即可认为该时所加的二次振捣是适宜的。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇注结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。大体积混凝土浇注时尤其容易出现的泌水现象，一般的处理方法如下：斜面分层法浇筑混凝土采用泵送时，在浇筑、振捣过程中，上涌的泌水和浮浆将顺坡向集中在坡面下，应在侧模适宜部位留设排水孔，使大量泌水顺利排出。采取全面分层法时，每层浇筑，都须将泌水逐渐往前赶，在模板处开设排水孔使泌水排出或将泌水排至施工缝处，设水泵将水抽走，至整个层次浇筑完。2、浇注时间控制。严格控制混凝土入模温度大体积混凝土最好选在春秋季施工，尽量避开在太阳辐射较高的时间浇注，以降低入模温度，既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模温度，浇注混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒，尽量避开正午高温时段，浇注尽量安排在夜间进行。施工过程中应对碎石洒水降温，保证水泥库通风良好，自来水预可先放入地下蓄水池中降温，用湿润草帘遮盖泵管。3、大体积混凝土拆模时间控制 大体积混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上，混凝土中心与表面最低温度控制在25以，预计拆模后混凝土表面温降不超过9以上允许拆模。2.2.4 做好表面隔热保护大体积混凝土的温度裂缝，主要是由外温差过大引起的。混凝土浇注后，由于部较表面散热快，会形成外温差，表面收缩受部约束产生拉应力，但是这种拉应力通常很小，不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂缝。但是如果此时受到冷空气的袭击，或者过分通风散热，使表面温度降温过大就很容易导致裂缝的产生，所以在混凝土在拆模后，特别是低温季节，在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大，引起裂缝。另外，当日平均气温在23d连续下降不小于68时，28d龄期混凝土表面必须进行表面保护。2.2.5 改进施工技术施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护。由于钢筋是热的良导体，易产生大的温度梯度，这是裂缝产生的一个主要环节。同时加强初凝前的抹压，以消除初期裂缝，并加强早期养护，提高混凝土抗拉强度。2.3 科学、合理的养护措施 由于大体积混凝土表面水泥浆较厚，在混凝土浇注后要认真处理。经过23 h，先用大杠大致刮平，在初凝前用铁滚筒碾压两遍，再用木抹子搓抹一遍，以闭合收水裂缝。待混凝土初凝后即可用喷壶在表面喷淋雾状水滴，以保持混凝土表面湿润。由计算及经验得知，三天、七天不满足要求易产生有害裂纹，为防止大体积混凝土表面散热过快，避免、外温差过大而产生裂缝，混凝土终凝后，立即搭设大棚进行保温养护，大棚保温养护时间根据测温控制，当混凝土表面温度与大气温度基本相同时（约45d），撤掉大棚保温养护，改为浇水养护。浇水养护不得少于14d；保湿保温养护措施：先铺一层塑料布，上面铺二层草帘子，根据温差来决定草帘子的增加量。覆盖养护的作用是： (1)减少混凝土表面的热扩散，减小混凝土表面的温度梯度，防止产生表面裂缝； (2)刚浇注不久的混凝土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混凝土表面脱水而产生干缩裂缝； (3)延长散热时间，充分发挥混凝土的潜力和材料的松驰特性，使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。 养护材料的厚度可根据热交换原理(即假定混凝土的中心向混凝土表面的散热量等于混凝土表面保温材料应补充的发热量)通过下式计算得到：=0.5H(Ta Tb)K/1(Tma*Ta)式中一养护材料所需的厚度(m)；一养护材料的导热系数( W/mk)：1一混凝土的导热系数(W/mk)；Tma*一混凝土中心的最高温度；Ta一一混凝土与养护材料接触面处的温度；Tb一混凝土达到最高温度时的大气平均温度，可采用施工时的旬平均温度；K一传热系数的修正值；H一构件厚度(m)；0.5H一指中心向边界散热距离，为构件厚度的l/2。 另外，对相应构件，大体积混凝土浇注后，应尽快回填土-土是混凝土最好的养护材料之一。目前这是混凝土保温保湿养护的最有效方法，对预防裂缝是非常有益的。如采用蓄水法保温养护，在大体积混凝土施工期间可通入冷却循环水，以便加快承台部热量的散发。如采用散外蓄综合养护措施，可有效降低混凝土的温升值，且可大大缩短养护周期，对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。3 大体积混凝土裂缝的处理方法裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理，以保证建筑物的安全使用。3.1 表面修补法表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。表面修补法是通过密封裂缝来防止水汽、化学物质和二氧化碳等的侵入，同时还可以防止混凝土受各种作用的影响而继续开裂，3.2 混凝土置换法混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。经置换后可恢复主裂缝断面的抗拉强度。3.3 结构加固法当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。此类方法主要是来加强结构件的主要部分或者封闭裂缝。3.4 灌浆、嵌缝封堵法灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。 嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。此类方法的效果是减少过多的渗漏、使裂缝处完全防水，聚合物灌浆起到封闭裂缝的作用。可在潮湿环境中使用，有较高的机械强度环氧树脂能抵抗混凝土所遇到的大多数化学侵蚀。4 案例分析4.1 案例一4.1.1 工程概况本工程是一座集商业、办众公寓为一体的现代化建筑，地下一层地上十二层，总建筑面积九千余平方米。结构型式为框支剪力墙结构。本工程地下室为消防水池、水泵室、配电室及发电机室，一层至三层主要有商业及办公用房，四层起为公寓。本工程有地下室部分基础采用振动沉管灌注桩基，筏板基础，承台设计底标高-4.5米，基础底板厚度为500，采用C40防渗混凝土，抗渗等级为S8，整个基础底板的混凝土量约为1000立方米。 预防措施4.1.2.1材料选择 （1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，标号为525#，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。 （2）粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。（3）细骨料：采用中砂，山砂 (45%)+人工砂 (55%)，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。 （4）粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。（5）外加剂：设计无具体要求，通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，混凝土确定采用山峰牌(减水剂)，每立方米混凝土2kg，减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。4.1.2.2施工工艺（1）混凝土采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，采用2台混凝土输送泵送筑。 （2）混凝土浇筑时应采用分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。钢筋泵车布料杆的长度，划定浇筑区域，每台泵车负责本区域混凝土浇筑。浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺，便每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上，确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。同时可解决频繁移动泵管的间题，也便于浇筑完的部位进行覆盖和保温。（3）由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。4.1.2.3混凝土养护（1）混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖二层草席，然后在上面覆一层塑料薄膜。 （2）新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，同时可避免草席因吸水受潮而降低保温性能。（3）柱、墙插筋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大或受冻。 （4）停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后，可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉，使混凝土散热。 4.1.3 取得效果通过对原材料的控制，浇筑过程中的施工工艺以及加强养护等预防措施，拆除模板后，没有发现裂缝的存在，外观平整、密实，无麻面。5 结论本论文主要研究大体积混凝土裂缝产生的原因浅显分析以及预防和处理的办法。裂缝产生的原因有三方面：1、水泥水化热；2、外界气温变化；3、混凝土的收缩。以这三方面入手，研究防止混凝土裂缝的处理措施，归纳为四类。一类从原材料来控制，主要是水泥品种以及用量，掺加粉煤灰，骨料和选择恰当外加剂控制裂缝的产生；第二类从施工过程控制，主要从配合比的优化选择，加适当预埋件，制定切实可行的施工工艺，做好表面隔热保护，改进施工技术；第三类科学、合理的养护措施；第四类就是加强技术管理来控制。并结合工程实例选用其中的处理措施应用当中，取得很好的效果。大体积混凝土若出现裂缝则需要表面修补法、混凝土置换法、结构加固法、灌浆嵌缝封堵法等常见的办法处理。 从预防大体积混凝土裂缝的产生以及裂缝产生的处理办法，能有效的控制大体积混凝土裂缝，保证了混凝土质量。参考文献1 邓寿昌.土木工程施工技术.科学,2011-04-01.2 朱家峰,王新然.中国科技信息.：中国科学院出版,2010,第6期.3 徐兰,林韦洁.科技创新导报.：中国宇航,2010.第20期.4 毅.房屋建筑学.大学,2007.5方立华,吾强.西部探矿工程.2006,第5期. z.