一、前言
近年來，我國隨著國民經(jīng)濟(jì)和建筑科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，一些大型現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施日益增多，而商品混凝土以其取材方便、廉價(jià)物美、施工運(yùn)輸便利、占場(chǎng)地面積小、結(jié)構(gòu)承載力大、不用現(xiàn)場(chǎng)攪拌等特點(diǎn)，逐漸受到人們的歡迎。于是大體積商品混凝土逐漸成為這些大型設(shè)施或構(gòu)件主體的重要組成部分，這就提出了大體積混凝土開裂的問題，因?yàn)榇篌w積商品混凝土開裂問題是在工程建設(shè)中帶有一定普遍性的技術(shù)難題，裂縫一旦形成，將對(duì)工程重要結(jié)構(gòu)部位造成極大危害，它會(huì)大大降低結(jié)構(gòu)的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力，同時(shí)會(huì)可能危害到建筑物的安全使所以，如何采取有效措施防止大體積商品混凝土的裂紋，是一個(gè)特別值得關(guān)注的問題。
二、大體積混凝土的概念
對(duì)于大體積混凝土來說，目前國內(nèi)尚無一個(gè)確切的定義。一般理解為最小尺寸等于或大于1m，或預(yù)計(jì)會(huì)因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致裂縫的混凝土。美國混凝土學(xué)會(huì)給出了大體積混凝土的定義：任何現(xiàn)澆混凝土，其尺寸達(dá)到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度的減少開裂影響的，即稱為大體積混凝土。日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) ( JASS 5 )的定義是：結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在800㎜以上；水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差，預(yù)計(jì)超過25℃的混凝土，稱為大體積混凝土。在我國一般來說，基礎(chǔ)底板混凝土最小尺寸≥600～750㎜；架空板結(jié)構(gòu)最小尺寸≥800～1000㎜；水化熱引起砼內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差，預(yù)計(jì)超過25℃的砼，稱為大體積混凝土。引自“據(jù)”《大體積混凝土施工》葉琳昌等編箸， 但由于水泥細(xì)度和砼強(qiáng)度等級(jí)的提高，下限值將有下降趨勢(shì)。
三、大體積混凝土裂縫分類
大體積商品混凝土的裂縫大致可分為兩大類：一是結(jié)構(gòu)型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計(jì)算中的主要應(yīng)力以及其他的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫主要包括干燥收縮裂縫、塑性收縮裂縫、自身收縮裂縫、安定性裂縫、溫差裂縫、碳化收縮裂縫等。二是材料型裂縫，是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。而溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由溫差造成的，溫差可分為以下三種：混凝土澆注初期，產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，常使混凝土內(nèi)部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度，這就形成了內(nèi)外溫差，這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結(jié)初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力當(dāng)超過混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫;另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生;當(dāng)混凝土內(nèi)部達(dá)到最高溫度后，熱量逐漸散發(fā)而達(dá)到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內(nèi)部溫差;這三種溫差都會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。在這三種溫差中，主要是由水化熱引起的內(nèi)外溫差的裂縫。
四、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析
大體積混凝土中產(chǎn)生的裂縫有多種原因，首先是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，原材料不合格（如堿骨料反映），模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等?；炷劣不陂g水泥放出大量水熱化熱，內(nèi)部溫度不段上升，在表面引起拉應(yīng)力，后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫。混凝土是一中脆性材料，拉抗強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/10左右，短期加荷時(shí)的極限拉伸變形也只有（0.6~1.0）×104，長期加荷時(shí)的極限拉伸變形也只有（1.2~2.0）×104.由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運(yùn)輸和澆注過程中的離析現(xiàn)象，在同一塊混凝土中其拉強(qiáng)度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力只要是由鋼筋來承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力，但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。