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(jié)構(gòu)中常見的一種作用效應，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是建筑界最常見的、較難避免的現(xiàn)象，裂縫重則危及結(jié)構(gòu)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(jīng)過均勻拌制，密實成型及養(yǎng)護硬化而成的非均質(zhì)脆性材料。在現(xiàn)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(jié)構(gòu)使用的安全性影響較大。

1 裂縫產(chǎn)生原因

混凝土結(jié)構(gòu)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(xiàn)出一些非均質(zhì)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(chǎn)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?nèi)庋劭梢姷暮暧^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(chǎn)生一定的水化熱，混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)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(nèi)部出現(xiàn)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(nèi)部拉應力超過其抗拉強度時，即會出現(xiàn)裂縫，這些往往都是表面裂縫。許多混凝土的內(nèi)部溫度變化很小或很慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化，如養(yǎng)護不同，時干時濕，表面干縮形變，受到內(nèi)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(xiàn)拉應力或只出現(xiàn)很小拉應力，但在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)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(guī)律對于進行合理的結(jié)構(gòu)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(nèi)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(nèi)通風，加速混凝土熱量散發(fā)。其次澆筑后做好混凝土保溫保濕養(yǎng)護，緩緩降溫，充分發(fā)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(fā)生急劇的溫度梯度，采取長時間養(yǎng)護，規(guī)定合理的拆模時間，延緩降溫時間和速度，充分發(fā)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(nèi)溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，基面溫差和基底面溫度差控制在20℃以內(nèi)，及時調(diào)整保溫和養(yǎng)護措施，調(diào)整通水壓力和用循環(huán)水養(yǎng)護，以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。合理安排施工程序，控制現(xiàn)澆過程中均勻上升，避免混凝土拌和物堆積過高，在結(jié)構(gòu)完成時及時回填，避免長期暴露。降溫工作結(jié)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(zhuǎn)折處、洞口邊增加斜向構(gòu)造配筋，改善應力集中，防止裂縫出現(xiàn)。

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(zhì)量對防止裂縫十分重要。應特別注意避免產(chǎn)生貫通裂縫，出現(xiàn)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(zhì)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(yǎng)護

實踐證明，混凝土的裂縫大多數(shù)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(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。混凝土早期養(yǎng)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(lián)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(fā)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(yǎng)護的關鍵時期。

4 結(jié)束語

混凝土的裂縫的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B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(gòu)件的抗裂性能，在施工中應優(yōu)化混凝土配合比，加強對原材料質(zhì)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(yǎng)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(gòu)造鋼筋的作用，從構(gòu)造措施上約束和限制混凝土的收縮。

[1] 混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 中國建筑工業(yè)出版社 2010.08

[2] 混凝土結(jié)構(gòu)設計原理 中國水利水電出版社 2008.02

[3] 混凝土結(jié)構(gòu)原理 武漢理工大學出版社 2010.08

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1007-6344（2016）02-0060-01

王飛宇，男， 1988/08/20 ，山西， 本科，畢業(yè)于安徽工程大學； 助理工程師，建筑結(jié)構(gòu)設計