浅论建筑混凝土结构裂缝控制措施分析

任佳毅

摘 要：随着城市发展土地的开发，人们对混凝土结构耐久性重视程度的提高，以及大量低水灰比高强混凝土的应用，混凝土早期开裂的问题再度引起了人们的关注。现代建筑物当中早期裂缝是现浇混凝土结构中普遍存在的一种现象，本文对混凝土结构裂缝控制措施展开探讨分析，以供参考。

关键词：混凝土;结构;裂缝控制;

前言：混凝土材料其自身是带裂缝工作的，然而出现某种程度的裂缝是不可避免的。因此，混凝土出现裂缝是绝对的，没有裂缝是相对的。然而，不少的工程实践证明，在混凝土浇筑后不久或在施工阶段会出现与设计中所考虑的裂缝部位、程度范围及性质完全不同的裂缝。这就要求我们认识这类裂缝产生的原因和规律，并采取相应控制技术对裂缝进行控制，称为“裂缝控制”，即通过适当的技术措施，控制建筑物使其不产生有害裂缝，达到抗裂防渗目的。

一、混凝土结构裂缝产生原因

按照作用和效应的关系法则，现浇混凝土结构早期受到的直接作用主要为施工荷载，以往的施工技术规范和结构设计规范已经有明确的规定，即直接作用可以采用成熟的结构分析方法计算。所以这里着重讨论跟早期裂缝生成效应相关的间接作用。它可以归纳为温度作用、湿度作用、收缩变形作用等。另外，还将简要介绍混凝土应力松弛和徐变对早期裂缝的影响。

1.1温度作用

现浇混凝土构件置于现场环境中，除混凝土水化发展的水化热外，还要受到环境温度变化的影响。环境温度的来源主要是太阳辐射，或施工后加热养护等。此外，重要的还有混凝土材料的热工特性参数，它随混凝土不同而变化，从而导致相同环境条件所得温度发展结果不尽相同。下面将分别进行阐述。

1.1.1水化热

水泥在水化过程中会产生水化热，如果一次浇筑混凝土的体积量很大，产生的大量水化熱散不出去，表面和内部升温、降温速度不同，从而会产生表面甚至贯穿裂缝。尤以坝体的大体积混凝土温度裂缝问题最为突出。

1.1.2环境温度、湿度

现浇混凝土结构与其他混凝土结构形式不同的是，混凝土成型阶段往往会经历季节变化、昼夜温度、湿度变化等的影响。例如，某地区昼夜温差可达15℃左右，而春秋季的湿度比夏天雨季低得多。这样的变化会导致现浇混凝土结构材料强度发展的不均衡性。

1.1.3混凝土材料的热工特征

结构设计中一般只涉及成熟混凝土的热膨胀系数（TDC）。一般认为，热膨胀系数取决于混凝土孔隙结构中的湿度状态，孔隙结构干燥的和湿饱和的混凝土其热膨胀系数较低，面孔隙结构部分饱和的混凝土的热膨胀系数较高。另外，热膨胀系数还取决于混凝土的骨料的选用，例如石灰石骨料的热膨胀系数只有1。0×10- 6/℃。

1.2收缩变形作用

一般地，混凝土收缩变形包括塑性收缩、自干燥收缩（自身收缩）、干燥收缩、温度收缩和碳化收缩五种主要形式。

1.2.1塑性收缩

混凝土的塑性收缩发生在塑性阶段，由水泥水化反应决定，也有研究行称之为化学收缩。虽然体积变化量很大，但内部混凝土尚未硬化，一般认为，在施工作业振捣充分时不会影响后期质量。

1.2.2自干燥收缩

通常发生在水泥硬化过程（早前期阶段）中，源于混凝土内部尚未完全水化的水泥颗粒的继续反应消耗自由水，不与环境介质接触，因此也称为自身收缩。高强度混凝土因水灰比较低，后续水化产生的自收缩量值较高，这也是高强度混凝土早期裂缝开展较多的原因之一。

1.2.3干燥收缩

由于水分的散失而导致的干燥收缩最为常见，发生在早期阶段，是造成收缩裂缝的主要原因。水分散失既包括大气蒸发，也包括地基土壤的吸收。

1.2.4温度收缩

温度收缩主要是在混凝土初凝之后，水泥水化热的释出量逐渐减少，导致稍后阶段与外界发生热交换后混凝土产的温度降低而产生的。此外，随外界温度变化的张缩也是一个主要因素。

三、温度控制与防止裂缝的措施

为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

3.1控制温度的措施

3.1.1采用改善骨料级配，用于硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中水泥用量;

3.1.2拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;

3.1.3热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热;

3.1.4在混凝土中埋设水管，通入冷水降温;

3.1.5规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

3.2改善约束条件的措施

3.2.1合理地分缝分块;

3.2.2避免基础过大起伏;

3.2.3合理地安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。

此外，改善混凝土的性能提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土心早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就在导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海绵等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著效果。

四、裂缝的处理措施

目前，世界各国的规定不完全一致，但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求，最严格的允许裂缝宽度0.1 mm。近年来，许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2 mm。当结构所处的环境正常，保护层厚度满足设计要求，无侵蚀介质，钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4 mm;在湿气及土中为0.3 mm;在海水及干湿交替中为0.15mm。如果裂缝超出上述规定，就应采取一定的方法进行处理。

4.1 表面处理法

包括表面涂抹和表面贴补法，表面涂抹适用范围是浆材难以灌入细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏。

4.2 填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。宽度小于0.3 mm，深度较浅的裂缝或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝以及小规模裂缝的简易处理可采取开v型槽，然后做填充处理。

4.3 灌浆法

在裂缝表面填充、涂抹水泥砂浆或其他化学合成材料，此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

结束语

综上所述，只要充分了解裂缝的成因和特点，可以准确地判断混凝土裂缝的类型，有针对的采取处理措施，则可有效的控制裂缝的产生和扩展，减少工程事故的发生。这样对延长结构的使用寿命，提高建筑物的安全性具有重大的意义。

参考文献：

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