谈混凝土的裂缝及控制措施

王飞宇

(上海东方建筑设计研究院有限公司，安徽 合肥 230001）

谈混凝土的裂缝及控制措施

王飞宇

(上海东方建筑设计研究院有限公司，安徽 合肥 230001）

裂缝是钢筋混凝土结构中常见的一种作用效应，混凝土结构裂缝是建筑界最常见的、较难避免的现象，裂缝重则危及结构安全,轻则影响房屋的正常使用及混凝土的寿命。

混凝土；裂缝；控制

混凝土是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料需要时加入外加剂和矿物掺和料，按适当比例配合经过均匀拌制，密实成型及养护硬化而成的非均质脆性材料。在现代工程建设中，占有十分重要的地位，而混凝土的裂缝几乎无处不在，浇注完毕后裂缝较多，对于结构使用的安全性影响较大。

1 裂缝产生原因

混凝土结构物的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝，由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝本文主要是指宏观裂缝。

水泥水化是一个放热的化学反应过程，其间产生一定的水化热，混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力，后期在降温过程中由于受到基础或老混凝土上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力，当这些内部拉应力超过其抗拉强度时，即会出现裂缝，这些往往都是表面裂缝。许多混凝土的内部温度变化很小或很慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，如养护不同，时干时湿，表面干缩形变，受到内部混凝土的约束等往往导致裂缝。一般设计中均要求混凝土不出现拉应力或只出现很小拉应力，但在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力，有时温度应力可超过外荷引起的应力。因此掌握温度应力变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 温度控制和防止裂缝的措施

为防止混凝土裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两方面入手：

（1）降低水化热和变形

首先从材料选用上用低水化热的水泥品种配置混凝土，利用混凝土的后期强度减少水泥用量，选用粒径较大，级配良好的粗细骨料，控制含泥量，掺加相应的粉煤灰和外加剂，改善和易性，降低水灰比。其次在混凝土中预埋冷却水管，通入冷却水强制降低混凝土水化热温度。最后可以设置温度筋和后浇带，利于散热和降低混凝土内部温度。

（2）降低混凝土温差，加强施工中温度控制

首先选用合适的气温浇筑混凝土，避开热天。夏天可用低温水或冰水搅拌混凝土，对骨料进行强冷，运输工具遮盖等以降低混凝土入模温度，另外改善混凝土模内通风，加速混凝土热量散发。其次浇筑后做好混凝土保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，降低温度应力，夏季注意暴晒，冬期注意保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度，采取长时间养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。在降温阶段每隔8h进行一次测温工作，随时控制混凝土内温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底面温度差控制在20℃以内，及时调整保温和养护措施，调整通水压力和用循环水养护，以有效控制有害裂缝的出现。合理安排施工程序，控制现浇过程中均匀上升，避免混凝土拌和物堆积过高，在结构完成时及时回填，避免长期暴露。降温工作结束后，冷却管采取压注掺加适量膨胀剂的纯水泥浆回填。

（3）改善约束条件，削减温度应力

采用分层或分块浇筑混凝土，合理设置水平，垂直施工缝，在适当位置设置后浇带，放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热积聚，减少温度应力。采用二次投料，二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，提高混凝土早期抗拉强度和弹性模量，另外在混凝土中设温度配筋，在截面突变处、转折处、洞口边增加斜向构造配筋，改善应力集中，防止裂缝出现。

此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，合理选定拆模时间，与垫层间设滑动层，特别是保证混凝土质量对防止裂缝十分重要。应特别注意避免产生贯通裂缝，出现后要在恢复其整体性是十分困难的。

为保证混凝土的工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的主要手段。

3 混凝土的养护

实践证明，混凝土的裂缝大多数是深度不同的表面裂缝，保温对防止混凝土表面早期裂缝尤为重要。保温可防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。混凝土早期养护主要目的在于保持适宜的温湿条件，达到两方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以达到设计强度和抗裂能力。适宜的温湿条件是相互关联的，保温措施常常也有保湿效果。

从理论上分析新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期。

4 结束语

混凝土的裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。要有效地提高混凝土构件的抗裂性能，在施工中应优化混凝土配合比，加强对原材料质量的控制，选用水化热小和收缩小的水泥及严格控制砂、石子的含热量，加强对混凝土浇筑和养护的管理，加强振捣，提高商品混凝土的密实性和抗拉强度。设计中应重视构造钢筋的作用，从构造措施上约束和限制混凝土的收缩。

[1] 混凝土结构设计规范 中国建筑工业出版社 2010.08

[2] 混凝土结构设计原理 中国水利水电出版社 2008.02

[3] 混凝土结构原理 武汉理工大学出版社 2010.08

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1007-6344（2016）02-0060-01

王飞宇，男， 1988/08/20 ，山西， 本科，毕业于安徽工程大学； 助理工程师，建筑结构设计