大体积混凝土开裂的原因
导致大体积混凝土开裂的原因有很多，比如，水泥水化热引起的温度应力和温度变形、内外约束条件的影响、外界气温变化的影响、混凝土内的收缩变形等。其中，水泥水化热对大体积混凝土开裂的影响为主要原因，也是目前研究的热点。
混凝土在凝结硬化过程中，水泥水化产生大量水化热，这些热量积聚而导致混凝土内部温升较快；混凝土结构本身体积厚大，导热系数低，热量不易散发，从而造成与混凝土表面产生过大温差，从而产生拉应力。当拉应力超过此时混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面将开裂，产生温差裂缝。一般情况下，混凝土的内外温差不宜超过25℃，否则混凝土将产生温差裂缝。《混凝土结构工程验收规范》(GB50204-2001)规定：大体积混凝土的浇筑温度不宜超过28℃。大体积混凝土内部温度变化曲线大致如图1所示：
图1 大体积混凝土内部温度变化曲线
从图中可以看出，当混凝土的浇筑温度超过一定值之后，混凝土内部温度过高，将是引起混凝土产生温差裂缝的主要原因。另一种是干缩裂缝。混凝土在硬化过程中，因失水产生干缩裂缝，尤其是在混凝土硬化早期，混凝土收缩较大，而此时混凝土的极限抗拉强度很低，当收缩产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，就产生干缩裂缝。一般水泥水化时所需要的水量为水泥重量的15%～20%，而实际施工时的混凝土用水量为水泥重量的45%～55%，甚至更多。混凝土中水分可以分为化学结合水、物理化学结合水和物理水即自由水三种。当混凝土干燥时，首先是自由水蒸发，此失水过程不会引起收缩变形。进一步干燥使得细孔和微毛细孔中的水产生毛细压力，使混凝土产生毛细收缩。待毛细水蒸发后，开始蒸发物理-化学结合。这此水分的蒸发引起水泥显著的压缩，产生收缩。以上三种蒸发水引起的混凝土干缩值大于混凝土的抗拉极限变形值时，混凝土就会产生干缩裂缝。
