浅谈房屋建筑大体积混凝土结构裂缝预防措施

杜天良 杨培成

（周口市建设工程质量安全监督站，河南 周口 466000）

随着我国建筑业的发展，建筑结构类型逐步多样化，由于施工技术的原因及施工过程中管理控制不当，致使房屋建筑在后期使用过程中出现种种质量问题，其中结构裂缝是一个相当普遍的现象。在这些结构裂缝当中，大体积混凝土结构裂缝所占的比例最大。通过对全国高层建筑地下结构的调查显示，底板出现裂缝的现象占调查总数的两成以上，地下室的外墙混凝土出现裂缝的现象占调查总数的八成左右。由此可见混凝土结构的裂缝是目前困扰我国建筑工程施工及防治的一个技术性难题，虽经多年研究，到目前为止一直未能得到很好地解决。

通过我国近几年的理论研究和实践得知，在工程实例中结构裂缝的产生受多种因素的影响，其中由于温度、湿度、地基变形引起的砌体裂缝约占裂缝总数的80%，其它则多由荷载所引起。大体积混凝土裂缝的产生机理是：混凝土浇筑工程在水泥水化热的作用下内部温度和温度应力发生剧烈变化，从而引起混凝土裂缝的发生。因此，防止混凝土出现温度裂缝可以通过控制混凝土浇筑块体内水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度来避免。在具体的施工实践中采用温控施工技术以预防为主，在对大体积混凝土结构进行设计时，要严格控制混凝土材料的选择、配合比、施工过程中混凝土浇筑内部温度和温度应力的监测等，采取一系列的技术措施最大限度的预防裂缝的产生与危害。以下谨对大体积混凝土结构裂缝产生原因及预防技术作以分析阐述。

1 裂缝产生原因

大体积混凝土台身或基础等结构裂缝的发生是由多种因素引起的，各类裂缝按照影响因素有结构型裂缝和材料型裂缝两类，其中前者是由外荷载引起的，包括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂缝。后者主要是由非受力变形变化引起的，主要是由温度应力和混凝土的收缩引起的。以下对各原因裂缝作以简要分析。

1.1 温差裂缝

温差裂缝受水泥水化热的影响很大，大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不容易散发出去，水泥因水化引起水化热造成混凝土内部温度显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。

1.2 收缩裂缝

收缩裂缝主要是由于混凝土的收缩而引起的裂缝，该种裂缝的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，水泥用量和用水量越高，混凝土的收缩性就越大，裂缝产生的可能性也就越大。另外，选用水泥品种的不同，对裂缝的产生也有一定的影响。

混凝土逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力。如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。

1.3 塑性裂缝

塑性裂缝是指混凝土在较大风力的影响下或者在刚刚终凝而强度还很小时受到高温作用，使混凝土表面失水过快，而混凝土此时还没有形成强度或自身形成的强度还很小，在上述作用的影响下造成毛细管中产生较大的负压而体积急剧收缩，混凝土的强度又无法抵抗其本身的收缩，便会产生裂缝。

1.4 安定性裂缝

安定性裂缝主要是指水泥受安定性不合格的影响而引起的表面龟裂。

1.5 沉降裂缝

沉降裂缝在冬季表现的比较明显，冻土化冻后土体内的水份稀释，自身产生沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为贯穿性或深进裂缝，裂缝呈梭形，其走向与沉陷情况有关。沉陷裂缝的产生的原因有很多种，但往往由于模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动结构地基土质不匀等原因所致。

2 防治措施

2.1 设计措施

2.1.1 提高抗裂性能增配构造筋。配筋应采用小间距、小直径。避免结构突变产生应力集中，全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

2.1.2 精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用一高（高粉煤灰掺量）、二掺（高性能引气剂和掺高效减水剂）、“三低（低砂率、低水胶比、低坍落度）”的设计准则，生产出高强、中弹、高韧性、高极拉值和低热的抗裂混凝土。

2.1.3 在易裂的边缘部位设置暗梁，提高混凝土的极限拉伸，提高该部位的配筋率。如不能预测施工时的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，并给予一定的保留时间。

2.2 施工措施

2.2.1 在施工中，根据施工特点严格操作，充分利用混凝土后期强度，减少水化热和收缩，可以减少用水量。提高密实度，加强混凝土的浇灌振捣。

2.2.2 对于高强混凝土，应尽量使用中热微膨胀水泥，掺超细矿粉和膨胀剂，根据具体工程特点，采用UEA补偿收缩混凝土技术。通过试验掺入粉煤灰，使用高效减水剂，掺量15%-50%。

2.2.3 完善施工技术保准

粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量比小，均可掺用在混凝土中使用。砂除满足骨料规范要求外，应适当放宽石粉或细粉含量，砂子中石粉比例一般应控制在15%左右。

2.2.4 混凝土的裂缝的产生与温度有很大的关系，因此在控制的过程中要综合采取措施，控制混凝土初始温度。细致分析混凝土集料的配比，减少混凝土的坍落度，控制混凝土的水灰比，合理掺加塑化剂和减少剂。混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。

2.2.5 严格控制施工的技术标准和混凝土原材料质量

在条件允许的情况下，应优先选用具有微膨胀性或收缩性小的水泥，选用低水化热的水泥，这样可有效避免水泥凝固的过程中内外温差过大。粗细骨料的含泥量应尽量减少，优选混凝土各种原材料。骨料在大体积混凝土中比例要适当，质量方面应选择线膨胀系数小、表面清洁无弱包裹层、级配良好、岩石弹模较低的骨料。

3 结语

综上，大体积混凝土结构裂缝在我国现代建筑中是一个普遍存在的质量通病现象，产生这个问题的原因是多方面的，防治措施也不局限于以上。相信随着施工技术的进步及新型施工材料的研制，大体积混凝土结构裂缝问题会有所改善。作为一个房屋建筑相关专业的工作者，亦当时刻保持积极进取探索的精神，由于作者水平有限，文章写作的不到之处望行业同仁多多指正，今后亦会再接再厉，争取为我国在大体积混凝土结构裂缝防治方面做出更大的贡献。

[1]詹启明.后浇带和大体积混凝土结构裂缝常见问题分析[J].山西建筑.2010年34期.

[2]楚相华.大体积混凝土结构裂缝的质量控制分析[J].黑龙江科技信息.2010年30期.