某大型住宅楼建设中混凝土裂缝的控制研究

钟忠

摘    要：近年来，在城市建设中，随着混凝土结构对耐久性能的要求的提高，混凝土在大型结构中的应用变得越来越多。混凝土开裂现象一直存在于施工建设中。在实际施工中，为了避免混凝土裂缝的产生，大多采取后浇带、伸缩缝等措施，但缺乏对大型混凝土性能的评价。因此，合理的混凝土抗裂指标在大体积混凝土设计和应用中极其重要。本文运用裂缝抗裂安全度的计算方法，对大型混凝土的裂缝开裂进行预测，并结合实际工程应用案例分析。根据结果，优化方案应用效果良好，混凝土没有出现开裂。实践证明，本文所提的混凝土性能优化方案对大型混凝土的抗裂缝预测是有效的，可以有效控制大型建设项目中混凝土的裂缝现象。

关键词：大型住宅;混凝土;裂缝;控制

1   引言

随着生活水平的提高，建筑行业发展趋于大规模化，城市建设对大体积混凝土结构工程的需求越来越大，随着生产技术和施工技术不断提高，混凝土被广泛应用于各个工程领域中。混凝土材料的缺点在于延伸率微小、易产生收缩，在使用过程中存在不同程度的裂缝问题。裂缝的存在必然缩短混凝土的使用寿命。因此，如何去控制混凝土裂缝开始得到人们的关注。通过大量研究发现，胶凝材料水化热引发的温度应力造成了混凝土的裂缝现象。本文对混凝土的抗裂性能进行了研究，优化了混凝土的配合比。结合实际工程，运用抗裂安全度的计算方法，对混凝土开裂情况进行预测。

2   讨论

2.1  混凝土出现裂缝的原因

在普通工业与民用建筑中，现浇的构筑物及设备受温度应力和收缩应力，容易引发混凝土裂缝。大型混凝土结构内部水化热大造成体积变形，容易产生裂缝。对于这些有害裂缝，我们需采取有效措施进行控制。变形是造成混凝土裂缝的原因，常见的混凝土变形有温度变形、收缩变形、沉降变形等等，这些变形造成的裂缝问题占全部裂缝的 80%以上。

2.1.1   水化热

水泥水化热是水泥中的物质与水化合反应，从高能态转为低能态而释放热量的过程。较大的内外温差产生的温度应力导致混凝土结构发生开裂。

2.1.2   收缩

混凝土收缩主要可分为：（1）自收缩（2）干燥收缩（3）碳化收缩（4）温度收缩（5）其他收缩。在混凝土凝结硬化过程中，达到峰值后，混凝土进入降温阶段，混凝土体积随着温度的降低而减小。温度变化引起的体积收缩变形是产生裂缝的主要原因。因此，有效的降低混凝土收缩是防止混凝土开裂的主要方式。

2.1.3   约束条件

在实际工程中，混凝土同时受到内约束和外约束的作用，这两部分约束的总和造成了混凝土构件的开裂。

2.1.4   温度变化

施工阶段，温度的变化对大体积的开裂有着至关重要的影响。年温差、日照温差、骤然降温等环境温度变化会导致混凝土结构产生温度应力，从而造成混凝土开裂。

2.1.5   施工因素

不规范的施工、现场组织不当、混凝土浇筑顺序不当、养护不当也会造成混凝土的开裂。

2.2  减少混凝土裂缝的方法

从改善混凝土本身性能方面来讲，主要方法有：

（1）降低混凝土水化热（2）利用膨胀剂的约束膨胀抵消混凝土早期收缩变形，收缩补偿（3）采用纤维混凝土提升抗裂性能。

2.3   混凝土施工技術的改进

2.3.1   分层浇筑

由于混凝土结构具有平面面积、厚度尺寸大的特点，在实际施工中，混凝土浇筑要分层、分段施工。浇筑时应合理组织浇筑，控制好浇筑时间，分层浇筑。

2.3.2  控制混凝土浇筑温度

由于各地温度存在差异，要控制好浇筑温度。控制浇筑温度的措施主要有：（1）浇筑时间以低温季节或夜间浇筑为主;（2）尽量缩短泵送混凝土的运输时间，混凝土运输工具应有隔热、遮阳措施;（3）控制入模温度;（4）合理组织泵送。

2.3.3   冷却水散热

通过预埋在结构中的冷却水管进行通水冷却，带走混凝土内部热量，降低了裂缝出现机率。冷却水散热技术是控制混凝土裂缝的最有效的施工方法。

2.3.4   加强后期养护

由于水分的散失，混凝土会干缩变形，形成裂纹。因此，在混凝土浇筑成型后，加强混凝土的养护非常的重要。

3  工程案例

3.1  某大型住宅楼项目概况

某大型住宅楼工程项目总建筑面积72302m2，由一层地下车库底盘和底盘上3栋26层的住宅楼组成。工程基础采用泥浆护壁成孔灌注桩，桩端持力层为10号夹粉土层。

3.2  工程应用计算

为确保本工程建设中的混凝土的施工质量，在施工前，我们需要进行相关计算，并采取相应的技术措施控制温差，从设计和施工方面进行综合性控制。

3.2.1   温度计算

混凝土水化热最高温升值为：

3.2.2   应力计算

混凝土浇筑施工完成后大约 15天左右，水化热达到峰值，我们计算此时由温度和收缩差引起的温度应力。

混凝土收缩变形值公式为：

通过上述计算发现，对基准混凝土的预测中，发生开裂的风险较大。

3.3  工程裂缝控制效果

在混凝土凝结硬化过程中，各层混凝土升温速率要比降温速率快，最终保持稳定。温度异常现象没有发生，内外温差不超过20度。混凝土表面没有出现裂缝。

4  结论

本文研究了混凝土抗裂设计应用，进行抗裂配合比的设计。结合实际工程，运用抗裂安全度的计算方法，对混凝土的裂缝进行了开裂预测，指导了混凝土的工程应用。工程应用应用效果良好，混凝土没有出现裂缝。 实践证明了本文对混凝土性能优化正确性。 在今后的工程施工中，设计适应不同应用需求的混凝土材料是未来的发展趋势。

参考文献：

[1] 富文权，韩素芳.混凝土工程裂缝分析与控制[M].中国铁道出版社，2002.