【摘要】结合多年的工程施工实践,分析了混凝土裂缝形成的原因,提出预防和控制混凝土裂缝的措施,以确保混凝土的工程质量。
【关键词】混凝土,温度裂缝,塑性沉降裂缝,干缩裂缝,控制措施,建筑论文发表
当混凝土结构产生变形时，在结构的内部，结构与结构之间都会受到相互影响，相互制约，这种现象称为约束。当混凝土结构截面较大时，其内部温度和湿度分布不均匀，引起内部不同部位的变形相互约束，称之为内部约束;当一个结构的变形受到其他结构的阻碍所受到的约束称为外约束。建筑工程中的混凝土结构所承受的变形，主要是温度和收缩产生，其约束也是以外力约束为主。建筑论文发表《消防科学与技术》是由中华人民共和国公安部主管、中国消防协会主办、公开出版发行的学术性会刊，由国内外知名专家、学者和院士担任编委，1982年创刊，是《中文核心期刊》、《中国科技核心期刊》、《中国学术期刊文摘》、《中国科技论文统计源期刊》、《中国学术期刊》、《万方数据——数字化期刊群》、《中文科技期刊数据库》、美国《化学文摘》、《剑桥科学文摘》、俄罗斯《文摘杂志》、波兰《哥白尼索引》收录期刊。
一、裂缝的影响
长期以来，由于对混凝土裂缝的出现上认识的偏差，或重视程度不够，混凝土裂缝现象十分普遍，严重影响建筑物的外观质量。给业主的心里造成不安全感;从承重而言，由早期裂缝发展而成的贯穿裂缝和深层裂缝改变混凝土的受力条件，降低结构的承载力，影响建筑物的正常使用;从耐久性角度出发，混凝土结构体表面或内部发生的裂缝将对建筑物的防水抗渗、钢筋锈蚀、化学侵蚀等耐久性产生严重的危害，缩短建筑物的使用寿命。因此，施工中应尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽可能减少裂缝的数量和宽度，确保工程质量。
二、分析混凝土裂缝的成因
由于建筑物的构件形式，使用材料不同，所处地理环境的差异。因而裂缝的主要成因也有差异。根据对多个工程施工实践，跟踪调查，可认为混凝土结构的裂缝产生的原因主要有三种：一是由外荷载引起的，这是发生最为普遍的一种，即按常规计算的主要应力引起的;二是结构次应力引起的裂缝，这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的;三是变形应力引起的裂缝，这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的结构变形。当变形受到约束时便产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。后者为施工过程易产生的。
混凝土浇灌后置于未饱和空气中，表面水分散失及水化热影响，内外湿度温度梯度、使混凝土内部产生压应力，从而引起混凝土的体积变形，其表面水分散失，当拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的裂缝。
这些裂缝称之为干缩或温度裂缝。干缩或温度贯穿整个构筑物的施工及使用阶段，在整个结构中混凝土中占的比例较高。
三、混凝土裂缝的控制措施
为有效地控制混凝土有害裂缝的出现和发展，从控制裂缝的观点来讲，表面裂缝的危害较小，而贯通裂缝则会影响结构物的整体性、耐久性和防水性，影响到结构的正常使。
为防止混凝土的贯通裂缝发生，有效控制表面裂缝的开展。可采取多种方式，如设置永久性伸缩缝，将超大的现浇混凝土结构中间设置若干道变形缝，以期释放大部分的变形、控制裂缝的开展和发生。另外也可以采用改善配筋，减少混凝土收缩，提高混凝土抗拉强度等方法，以抵抗温度和收缩变形所产生的应力，在施工上也可以采取设置后浇带的方法或采用分段间隔浇筑和水平分层间歇等方法和措施，以达到控制减少变形，防止有害裂缝的发生和开展。
在施工中为有效控制裂缝的出现，必须从控制减少混凝土收缩，提高混凝土的极限拉伸强度，改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，结合实际采取措施。
从混凝土裂缝出现的情况可归结为如下几点：
1、商品混凝土、泵送混凝土发现的裂缝多于现场搅拌的混凝土;
2、混凝土初凝到终凝之间，骨料下沉、水分蒸发和水化过程，这期间混凝土的体积将发生急剧的初期收缩;
3、混凝土水化升温;
4、裂缝发生时间，一般在该混凝土浇注后10个月内较多。
此类裂缝发生后，如果及时封闭，不会再扩展，也无“后遗症” 。但裂缝的出现会给开发商(业主)和购房户造成不安全感，从而质凝工程质量情况，给施工单位造成压力。所以有必要在各个环节采取措施予以消除。
a、在材料方面
严格控制混凝土原材料，降低水化热。在施工大体积混凝土时，选用中热和低热的水泥品种，是控制混凝土温度升高的根本方法;选择合适的材料骨料级配，增强混凝土的和易性，有效控制混凝土的温度升高。在施工条件允许下，尽量选择粒径较大，级配良好的粗骨料;掺加适量的外加剂或掺合物，如木质素磺酸钙减水剂、粉煤灰、合成纤维等。优化混凝土配合比，改善混凝土的性能，从而降低水化热。对原材料要求：
1、水泥采购应符合国家现行标准。水泥颗粒越细，硬化时收缩越大，掺混合材料的硅酸盐水泥配置混凝土比普通水泥配置的混凝土干缩率大，按收缩值比排序为：矿渣水泥 >普通硅酸盐水泥 >粉煤灰硅酸盐水泥，因此在满足混凝土配合比设计要求的前提下尽可能采用中、低热水泥，降低水泥用量。
2、粗骨料：骨料最大粒径应满足结构钢筋净间距和泵送管径要求，粒径增大可减少用水量、水泥用量，从而可以减少混凝土自身收缩。粗骨料必须是连续级配，其针片状颗粒含量不宜大于10%，以保证混凝土的可泵性。
3、细骨料：细骨料级配应合理，并优选中砂，控制云母、硫化物、有机质、粘土、淤泥等有害物质含量，降低混凝土收缩。
4、减水剂和掺合料：泵送混凝土中掺入减水剂，在水灰比不变的情况下，减少水泥用量，降低混凝土收缩。混凝土中掺入粉煤灰、矿渣粉、沸石粉等掺合量可以增加混凝土密实度，提高可泵性。
b、 在施工、设计方面
1、控制混凝土的出机温度。对混凝土出机温度影响最大的是石子与砂的温度,采用预冷骨料、遮阳防晒、洒水降温。运输时,对运输车进行遮阳防晒和保温、泵送混凝土管道必须遮阳覆盖洒水措施。
2、掌握好混凝土浇筑时间。合理部署施工,尽量避免在炎热天气浇筑大体积混凝土,控制混凝土的浇筑温度,减少结构的内外温差。
3、及时对混凝土进行保温、保湿养护。尽量减少混凝土的暴露面和暴露时间,避免夏季遭受暴晒,防止冬季经受寒潮冲击,延缓混凝土的降温速率。
4、 改善边界约束和构造设计。当大体积混凝土结构尺寸过大时,为防止水化热的大量积聚,在进行结构设计时,可根据实际适当设置后浇带,降低混凝土每次浇筑的蓄热量。其次在结构的孔洞周围,变截面处以及底板、顶板与墙的转角处,配制温度钢筋,改善应力集中,防止裂缝出现;同时为了消除边界约束而引起的温度引力,应在与边界约束的接触面设置滑动层,以消除嵌固,减少约束。
5、控制好混凝土单位用水量及水灰比,在满足施工要求时,尽可能减少坍落度。
6、泵送混凝土时，应掺入适量质量好的泵送剂及掺合料，可有效改善混凝土的性能和降低沉陷。
7、混凝土搅拌时间要适当,时间过短或过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷。
8、混凝土浇筑时,下料不宜太快,防止堆积或振捣不充分。
9、在炎热的夏季和大风天气,为防止水分激烈蒸发形成内外硬化不均和异常收缩引起裂缝,应采取缓凝和覆盖。
10、采用二次抹压技术,即在混凝土初凝前在混凝土表面进行二次抹压,消除混凝土干缩、沉缩和塑性收缩发生的表面裂缝,增加混凝土的密实度,但是,二次抹压时间必须掌握恰当,过早抹压没有效果,过晚抹压混凝土已进入初凝状态,失去塑性,消除不了混凝土表面已出现的裂缝。
11在混凝土浇筑完毕后及时覆盖塑料薄膜或湿草袋,对混凝土进行保湿养护,接缝处搭接盖严,避免混凝土水分蒸发,保持混凝土表面处在湿润状态下养护,混凝土终凝后继续浇水养护7d。
12、为防止墙柱、梁等的侧模板过早拆卸,导致混凝土表面产生干燥收缩裂缝,应在表面刷养护液。
13、在大体积特殊结构的混凝土或建筑物地下结构、有较高防水要求的混凝土，建议采用按比例地掺聚丙烯纤维，可有效地防止早期混凝土出现的裂缝。
四、小结
1、了解裂缝的成因，采取控制措施，可以控制减少裂缝的发生。
2、预防混凝土裂缝，必须从设计、施工和原材料等几方面做好各项控制措施，以确保混凝土结构质量。
收缩变形是混凝土结构产生裂缝的重要原因。由于混凝土的本身特性，要想完全避免变形和收缩是不实际的，而且普通混凝土的裂缝不一定都是质量问题，只要裂缝的宽度符合规范规定，都属正常情况。但我们应该采取措施减少混凝土的收缩变形，限制裂缝的宽度。特别对于环境温度变化较大的构件如屋面和大体积混凝土更应重视收缩变形，以免温度收缩应力和收缩应力叠加过大，增大裂缝出现和发展的趋势。
上述预防及控制措施经过中山医科大学第一附属医院急诊、门诊楼、广州中怡城市花园、东莞市体育中心游泳馆等工程实践检验证明是切实可行的。其中中山医科大学第一附属医院急诊、门诊楼工程获得广州市样板工程;东莞市体育中中心游泳馆工程获得省样板工程。
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