0引言
水泥是一种不均匀的脆物质，它是用砂石骨料、水泥、水及其他物质组成的。由于混凝土结构本身的缺陷和自身的变形和限制，导致了大量的小孔隙、空穴和微小裂纹。微裂纹一般为不破坏钢筋的承重、防水及其他作用的无毒裂纹。而在混凝土结构中，由于受到荷载、温差等因素的影响，其微观裂纹会不断扩大、相互连接，最终产生明显的大裂纹。
1大体积混凝土开裂的类型
大体积混凝土结构中出现裂缝的原因有很多。影响裂纹类型的主要因素有：外荷载引起的结构开裂，材料开裂主要是热应力引起的。散装混凝土的裂缝主要是由温度变形引起的。由于混凝土是热的不良导体，散热很慢，浇筑后混凝土砌块内部温度远高于外界温度，导致温差较大，引起内部膨胀和收缩。表面的拉应力和裂纹。因此，如何减小内外温差是一个重要的问题。
1.1干缩裂缝
收缩裂纹一般发生在混凝土处理完毕后，或在混凝土浇筑完毕后一星期。在混凝土灰浆中，由于水分的挥发，会引起混凝土的干燥收缩。收缩裂缝是由内部和外部湿度的变化造成的。由于外界环境的作用，导致混凝土表层的水分迅速损失、变形和受湿。由于受混凝土的约束，产生了很大的拉伸和开裂。在较小的相对湿度下，水泥砂浆的干燥收缩较大，较易发生干燥收缩开裂。
1.2塑性收缩裂缝
由于混凝土塑性收缩而形成裂缝的过程与混凝土的泌水有关。漏水是指在混凝土未硬化、未硬化之前，混凝土表面出现一层清水或少量水从模板连接处渗出的现象。这是因为水是混凝土混合物中密度最小的成分。只有当水泥水化产生的水泥强度足以阻止固体颗粒的相对运动或各种固体颗粒通过迁移达到固态时，沉积才会相对停止，泌水才会停止。混凝土塑性收缩引起的裂缝不仅影响混凝土结构的外观质量，还会导致混凝土保水能力降低、钢筋易腐蚀等不良后果。影响混凝土结构的使用寿命。
1.3沉陷裂缝
沉陷裂缝是由地基结构不均匀、松软、充填不足或因积水引起的不均匀沉降所致。也可能是由于模板的刚性不足、模板支架间距太大、支架底座松动等原因。尤其是在冬天，由于模板在冻结土壤中的支承，使其在解冻后产生不均匀的沉陷，从而引起了混凝土的开裂。这些裂缝大多是深部和贯穿部，其发展的规律与沉陷相关。通常在与泥土相平行的位置上或在30°～45°。大尺寸的沉陷裂缝往往具有与其沉陷程度呈比例关系的裂隙。裂缝的宽度随气温的改变而减小。地基的变形稳定后，地基的沉降和开裂也得到了控制。
1.4温度裂缝
特别是在温度变化比较大的区域，在大面积的水泥地面或者混凝土建筑中。在混凝土浇筑后，由于固化阶段的水化作用，导致了水化热的增加。混凝土因其庞大的容积，在混凝土中积累了较多的水化热量，使其内部的气温迅速升高。由于混凝土的热传导速度很高，所以内部和外部温度的变化很大，导致了内部和外部温度的变化。在混凝土工程的中期和晚期，由于拉伸应力大于其拉伸强度，导致了混凝土的开裂。
2大体积混凝土开裂的原因
2.1结构型裂缝
随着地基的施工，随着地基的施工，随着地基的不断提高，地基上的混凝土胀大将会引起压应力；当前一期气温降低后，由于地基条件的约束，混凝土会出现张应力。混凝土在承受压力时一般不会产生开裂，但如果拉伸强度超过混凝土，则会产生纵向开裂。
2.2外界气温变化
在浇筑过程中，浇注的温度会随着外部环境的不同而不同。特别是在气温骤降时，会引起内外壁的温差急剧增大，对大块砼产生很大的影响。温度应力是由于温度变化导致的，随着温度的升高，其内部的热应力也随之增大。在较高的温度下，大体积的混凝土很难散发热量，其内部的最高温度通常为60～65℃，因此其工作寿命较长。为了避免由于混凝土内部和外部的温差而产生的温度应力，需要对其进行温度调控。
2.3混凝土的收缩
混凝土的养护约占混凝土总水量的20%，而蒸发约占80%，其剩余水量的蒸发会使混凝土体积流失、收缩。混凝土的缩水是由于其内部的水的汽化而产生的。如果水泥被压缩并且充满了水分，那么混凝土就会不断地扩张，直到接近最初的水平。在干燥和潮湿的环境下，由于混凝土的容积发生了周期性的改变，使其收缩应力增大，进而造成裂缝。混凝土的收缩效应主要包括水泥、混凝土密度、外加剂、外加剂的改变、混凝土的工艺、养护等。
2.4水泥水化热
由于大体积混凝土的断面比较大，其表层的面积系数比较低，因而其蓄热很难在积累时失去。因此，水泥中的水化热量无法迅速消解，从而增加了水泥的积聚，增加了混凝土的内部和外部的温差，从而形成了温度和收缩的压力。在混凝土中，水化热导致的最大温度出现在浇筑3～5d以后，随着水泥的加入和加入的水泥含量的增加而减小。结构开裂的原因是低温和压缩。一是受到外在约束，主要是因为存在着巨大的缺口；后裂缝是限制因素，其主要作用是产生表层裂缝。所以，在降温期温度变化大时，出现早期裂缝的可能性很大。
3大体积混凝土开裂的防治技术
3.1优化大体积混凝土配合比设计
3.1.1选用适宜品种的水泥
针对大体积混凝土，推荐选用低水化温度和水化温度不均匀的水化水泥。在有可能的情况下，可选用矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥和混合水泥。水泥中的水化能强度和密度与水泥中水泥成分、水泥细度及粒度的关系很大。在水泥熟料中，二氧化硅的水化速率较高，水化率较高；其中，C3A的水化速率最高，C3A的水解速率最高；随着混凝土表面质量分数的增加，其水化度也相应提高。若热密度大，则会产生比较大、比较严重的裂纹；由于混凝土的粒径分布比较密集，在具有较大粒径、较细的混凝土系统中，不易产生连续、均匀的混合，从而导致其抗张性能差。所以，在必须对水化温度进行严密的调控时，必须对其组成及物性进行测试，以决定其应用范围。
3.1.2增加粉煤灰掺量，使用高效减水剂
掺入粉煤灰既能提高其和易性、泵送性、抗渗性及抗渗性，又能降低水渍化现象，对混凝土进行表层的处理，同时对混凝土的抗压能力也有较大的作用；尤其是对他的力量有很大的作用。通过试验证明，当掺入10kg以上的粉煤灰代替同等重量的水泥时，可以降低1℃的温度。故在混凝土中加入大量的飞灰是降低水泥用量和降低黏结剂水化率的一种行之有效的方法。
3.1.3掺入有膨胀组分的外加剂
在混凝土中加入微膨胀剂以补偿混凝土的局部收缩，从而限制温差。以UEA为例，10%～12%的内部水泥可掺入补缩混凝土中，极限膨胀率为0.02%～0.04%。预应力为0.7MPa，该预应力几乎可以补偿混凝土硬化过程中产生的拉、缩应力，使结构不开裂或控制在无限开裂。
3.1.4增加混凝土中粗骨料的用量
在混凝土中添加骨料也是防止开裂的有效措施。如果骨料用量过多，黏结剂的用量会相对减少，黏结剂产生的水化热也会降低。
3.2后期养护及数据采集
混凝土处理主要是保持适当的温度和湿度条件。保温材料可以减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表面的温差，防止表面开裂。混凝土浇筑完成后，进入养护阶段。以下是维护期间的一些经验：执行严格的维护和保养措施。混凝土表面抛光后，应立即贴上一层塑料薄膜，以防止塑料因过早脱水而开裂；立即在塑料薄膜上覆盖两层土工布进行保温，并将冷却水管放入混凝土中冷却，及时在塑料薄膜下加水防止这是保证水泥起到收缩补偿作用的充分条件。埋设冷却水管时，将测温点一起放置在混凝土中，引导冷却工作，并在处理过程中通过测温点的测温点保持热量，控制管道内外温差。
3.3出现裂缝后的处理方法
3.3.1表面修补法
表面修复法特别适用于处理表面裂缝和深部裂缝，而不影响结构的稳定性和承载能力。一种常见的处理方法是将水泥砂浆、环氧树脂灌浆或油漆、沥青和其他防腐材料涂抹在开裂的表面上。通常可以采用胶布等裂纹处理方法在表面上。
3.3.2嵌缝法
嵌缝法是最常用的密封裂缝的方法，一般采用沿裂缝开槽，将塑料屏障或硬水浸入沟槽中密封裂缝。常用的塑料材料有聚氯乙烯水泥、树脂软膏、丁基橡胶等；最常用的刚性防水材料是聚合物水泥砂浆。
3.3.3结构加固法
当裂缝影响混凝土结构的性能时，就需要考虑采用加固方法对混凝土结构进行处理。结构加固常用的主要方法有：增加混凝土结构的截面积、在构件拐角处包钢型材、预应力加固、钢板黏接、加支筋等，并喷射混凝土补强加固。
3.3.4混凝土置换法
混凝土更换是一种处理严重受损混凝土的有效方法，方法是在用新混凝土或其他材料更换受损混凝土之前去除受损混凝土。常用的替代材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物改性混凝土或砂浆或改性聚合物。
4结语
大体积混凝土开裂是当今工程领域的一个重要问题，其开裂主要是由温度应力和混凝土收缩引起的。随着建筑科技的不断进步和新型建筑材料的应用，改造建筑结构的方法也将不断更新，加固施工方案的选择也将得到完善，具有更为广阔的空间。
