談混凝土的裂縫及控制措施

王飛宇

(上海東方建筑設計研究院有限公司，安徽 合肥 230001）

談混凝土的裂縫及控制措施

王飛宇

(上海東方建筑設計研究院有限公司，安徽 合肥 230001）

裂縫是鋼筋混凝土結構中常見的一種作用效應，混凝土結構裂縫是建筑界最常見的、較難避免的現象，裂縫重則危及結構安全,輕則影響房屋的正常使用及混凝土的壽命。

混凝土；裂縫；控制

混凝土是以膠凝材料、水、細骨料、粗骨料需要時加入外加劑和礦物摻和料，按適當比例配合經過均勻拌制，密實成型及養護硬化而成的非均質脆性材料。在現代工程建設中，占有十分重要的地位，而混凝土的裂縫幾乎無處不在，澆注完畢后裂縫較多，對于結構使用的安全性影響較大。

1 裂縫產生原因

混凝土結構物的裂縫可分為微觀裂縫和宏觀裂縫，由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現出一些非均質的特性。微裂縫通常是一種無害裂縫，對混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產生危害。但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會不斷的擴展和連通，最終形成我們肉眼可見的宏觀裂縫本文主要是指宏觀裂縫。

水泥水化是一個放熱的化學反應過程，其間產生一定的水化熱，混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力，后期在降溫過程中由于受到基礎或老混凝土上的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力，當這些內部拉應力超過其抗拉強度時，即會出現裂縫，這些往往都是表面裂縫。許多混凝土的內部溫度變化很小或很慢，但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化，如養護不同，時干時濕，表面干縮形變，受到內部混凝土的約束等往往導致裂縫。一般設計中均要求混凝土不出現拉應力或只出現很小拉應力，但在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力，有時溫度應力可超過外荷引起的應力。因此掌握溫度應力變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。

2 溫度控制和防止裂縫的措施

為防止混凝土裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩方面入手：

（1）降低水化熱和變形

首先從材料選用上用低水化熱的水泥品種配置混凝土，利用混凝土的后期強度減少水泥用量，選用粒徑較大，級配良好的粗細骨料，控制含泥量，摻加相應的粉煤灰和外加劑，改善和易性，降低水灰比。其次在混凝土中預埋冷卻水管，通入冷卻水強制降低混凝土水化熱溫度。最后可以設置溫度筋和后澆帶，利于散熱和降低混凝土內部溫度。

（2）降低混凝土溫差，加強施工中溫度控制

首先選用合適的氣溫澆筑混凝土，避開熱天。夏天可用低溫水或冰水攪拌混凝土，對骨料進行強冷，運輸工具遮蓋等以降低混凝土入模溫度，另外改善混凝土模內通風，加速混凝土熱量散發。其次澆筑后做好混凝土保溫保濕養護，緩緩降溫，充分發揮徐變特性，降低溫度應力，夏季注意暴曬，冬期注意保溫覆蓋，以免發生急劇的溫度梯度，采取長時間養護，規定合理的拆模時間，延緩降溫時間和速度，充分發揮混凝土的“應力松弛效應”。在降溫階段每隔8h進行一次測溫工作，隨時控制混凝土內溫度變化，內外溫差控制在25℃以內，基面溫差和基底面溫度差控制在20℃以內，及時調整保溫和養護措施，調整通水壓力和用循環水養護，以有效控制有害裂縫的出現。合理安排施工程序，控制現澆過程中均勻上升，避免混凝土拌和物堆積過高，在結構完成時及時回填，避免長期暴露。降溫工作結束后，冷卻管采取壓注摻加適量膨脹劑的純水泥漿回填。

（3）改善約束條件，削減溫度應力

采用分層或分塊澆筑混凝土，合理設置水平，垂直施工縫，在適當位置設置后澆帶，放松約束程度，減少每次澆筑長度的蓄熱量，防止水化熱積聚，減少溫度應力。采用二次投料，二次振搗法，澆筑后及時排除表面積水，提高混凝土早期抗拉強度和彈性模量，另外在混凝土中設溫度配筋，在截面突變處、轉折處、洞口邊增加斜向構造配筋，改善應力集中，防止裂縫出現。

此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，合理選定拆模時間，與墊層間設滑動層，特別是保證混凝土質量對防止裂縫十分重要。應特別注意避免產生貫通裂縫，出現后要在恢復其整體性是十分困難的。

為保證混凝土的工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的主要手段。

3 混凝土的養護

實踐證明，混凝土的裂縫大多數是深度不同的表面裂縫，保溫對防止混凝土表面早期裂縫尤為重要。保溫可防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。混凝土早期養護主要目的在于保持適宜的溫濕條件，達到兩方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行，以達到設計強度和抗裂能力。適宜的溫濕條件是相互關聯的，保溫措施常常也有保濕效果。

從理論上分析新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求。但由于蒸發等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期。

4 結束語

混凝土的裂縫的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。要有效地提高混凝土構件的抗裂性能，在施工中應優化混凝土配合比，加強對原材料質量的控制，選用水化熱小和收縮小的水泥及嚴格控制砂、石子的含熱量，加強對混凝土澆筑和養護的管理，加強振搗，提高商品混凝土的密實性和抗拉強度。設計中應重視構造鋼筋的作用，從構造措施上約束和限制混凝土的收縮。

[1] 混凝土結構設計規范 中國建筑工業出版社 2010.08

[2] 混凝土結構設計原理 中國水利水電出版社 2008.02

[3] 混凝土結構原理 武漢理工大學出版社 2010.08

G322

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1007-6344（2016）02-0060-01

王飛宇，男， 1988/08/20 ，山西， 本科，畢業于安徽工程大學； 助理工程師，建筑結構設計