刍议混凝土结构裂缝

郑利永

摘 要：混凝土施工中裂缝现象一直是困扰着众多同行的一个棘手的问题，造成裂缝的原因很多，材料、施工、温差应力、基础不均匀沉降等都有可能造成裂缝。如何采取有效的措施，减少混凝土结构施工中的裂缝，是本文主要讨论的问题。

关键词：裂缝的直接原因  大体积混凝土  后浇带

前言

我国国民经济的高速增长，带动了建筑业的快速、持续的发展。混凝土因其取材广泛，价格低廉，抗压强度高，可浇注成各种形状，并且耐火性好，不易风化，养护费用低，成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料之一。而随着商品混凝土的诞生，由于其施工方便快捷，性能稳定，质量可靠，劳动强度低，生产效率高，同时又可减少噪音，保护环境等综合优点，更是把混凝土推向了一个顶峰。

建筑工程中，混凝土结构的裂缝较为普遍，裂缝的类型也很多，但按成因基本可归结为由外荷和变形引起的两大类裂缝。其中由混凝土收缩和温度变形引起的收缩裂缝和温度裂缝以及由这两种变形共同引起的温度收缩裂缝则是工程中最常见的裂缝。随着建筑向大型化和多功能发展，超长（即超过温度伸缩缝间距）高层或大柱网建筑不断出现，混凝土强度等级的提高，施工中泵送混凝土工艺的应用，使超长混凝土结构易出现的温度收缩裂缝有逐渐增多的趋势。虽然这类裂缝属非结构性裂缝，一般不致影响构件承载力和结构安全，但卻会影响结构的耐久性和整体性。同时也会给使用者感官和心理上造成不良影响。另外由于我国幅员辽阔，不同地区气候环境、温湿度差异很大，现行规范对防止和减轻温度收缩裂缝的设计措施制定的较为原则和局限。因此不少设计人员较重视强度设计，而不太认真考虑抗裂的构造措施。这样一旦出现裂缝不仅影响工程质量，同时在进入住房商品化，质量纠纷日趋增多的今天也不利于保护自己。

1.裂缝的直接原因

1.1 收缩及水化热增加

自从70年代末（1978～1979年）我国混凝土施工工艺产生了巨大的进步—泵送商品混凝土工艺。从过去的干硬性，低动性，现场搅拌混凝土转向集中搅拌，转向大流动性泵送浇注，水泥用量增加，水灰比增加，砂率增加，骨料粒径减小，用水量增加等导致收缩及水化热增加。

1.2 温差裂缝

由于温度变化，混凝土热胀冷缩而形成的裂缝，此类裂缝一般集中在东西单元的房间、屋面层和上部楼层的楼板。

1.3 结构裂缝

虽然现浇楼板承载力均能满足设计要求，但由于预制多孔板改为现浇板后，墙体刚度相对增大，楼板刚度相对减弱。因此在一些薄弱部位和截面突变处。往往容易产生一些结构性裂缝。例如：墙角应力集中处的45°斜裂缝，板端负弯矩较大处的板面裂缝等。

1.4 构造裂缝

PVC管处混凝土厚度减薄，容易出现裂缝。

1.5 收缩裂缝

混凝土在塑性收缩、硬化收缩、碳化收缩、失水收缩过程中易形成各种收。

1.6 外加剂的负效应

外加剂及掺合料种类繁多，只有强度指标缺乏对水化热及收缩变形影响的长期实验资料（至少一年），有些试验资料并不严格，有许多外加剂严重的增加收缩变形，有的甚至降低耐久性。

1.7 养护方法不当

目前在混凝土施工中采用的养护方法基本沿用过去简易的方法，这种方法已远不适应泵送混凝土的较大温度收缩变形的要求。

1.8 混凝土抗拉性能不足

这种裂缝在抗力方面都是由于混凝土抗拉性能不足（抗拉强 度和极限拉伸）引起的，这方面的材料级配研究很少。

2.大体积混凝土的定义

过去大体积混凝土的定义是根据几何尺寸，主要是根据厚度定义的，国际上一般采用0.8m～1m作为界限。自80年代以后大体积混凝土的定义有了改变，新的定义是：“任意体量的混凝土，其尺 寸大到足以必须采取措施减小由于体积变形引起的裂缝，统称为大体 积混凝土”，这是美国混凝土协会的定义。由此可见，在近代泵送商品混凝土获得广泛应用的条件下，即便是很薄的结构，虽然水化热很低，但是其收缩很大，控制收缩裂缝的要求比过去任何时候都显得非常重要。因此，泵送混凝土的薄壁结构也应当按照大体积混凝土的要求采取措施控制混凝土的收缩裂缝，特别是环境气温变化与收缩共同作用对于薄壁结构尤为不利，收缩换算为当量降温。现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大：混凝土浇注量大于100平方米;长、宽、高任意一边不小于1米。大体积混凝土水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝。其他因素也会导致大体积混凝土出现裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。

3.防止和减轻混凝土结构温度收缩裂缝的设计建议

3.1 设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的措施

后浇带是列入高规中的一种目前设计人员常采用的方法，它利用了混凝土早期收缩量大的特性，其设计思路是“以放为主”。主要作用是释放早期混凝土收缩应力，减小以收缩为主的变形。高规虽然对后浇带的间距、宽度、钢筋处理、浇筑时间有较明确要求，不少资料对此也有所介绍。

3.2 设计措施

（1）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“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。

（2）增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间。

（3）避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

（4）在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。

（5）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，保留时间一般不小于60天。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。                          （下转169页）

（上接192页）

3.3 针对性地采取控制和抵抗温度收缩应力的措施

（1）加强屋面保温隔热措施，采用高效保温材料，严格满足建筑节能设计标准。

4. 结束语

综上所述，造成混凝土结构裂缝的原因还有很多，以上提及的是相对常见的情况。控制混凝土裂缝是一门复杂的学问，还需要我们广大同行深入研究和探讨，争取从根本上解决混凝土裂缝问题，提高建筑物的使用性能和安全性。

参考文献：

[1] 王双，李大海，吕彩梅.在混凝土施工中应注意的几个问题[J].水利科技与经济，2010（07）.