现浇混凝土结构裂缝分析及控制措施

建筑与工程　Ｃｈｉｎａ　ＳＣｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｖｉｅｗ　●ｌ　现浇混凝土结构裂缝分析及控制措施　唐振辉　（七煤集团土建工程处七台河１５４６００）　［摘要］针对目前钢筋混凝土结构中裂缝普遍存在的现象及其不利影响，分析了现浇钢筋混撬土“间接裂缝”产生的原因，提出了避免间接裂缝的控制措　施。　［关键词］混凝土结构裂缝　中图分类号：ＴＵ７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９ｌ４Ｘ（２０ｌ２）０４一Ｏｌ５３—０ｌ　引言　护的屋面是最容易出现沮度裂缝的位置。（２）大体积高标号混凝土施工时沮差的　影响。大体积高标号混凝土结构浇注后水泥的水化热大，由于体积大，水化热　聚集在内部不宜散发，混凝土内部温度高，而外表面散发热量快，温度低。这样　形成了内外较大的温度差．使内部混凝土受压，外部混凝土受拉，易在混凝土外　表面形成裂缝。随后．混凝土内部由于热量逐渐散发温度降低产生收缩，其变　形要受到支座约束和已硬化混凝土的约束，在约束面处产生很大的拉应力。当　超过混凝土极限抗拉强度时，将产生裂缝，甚至会产生贯穿整个混凝土的裂缝。　１．３施工养护的影响　近年来，现浇混凝土结构因其整体性强、抗震性好，以及商品混凝土和高　强、高性能混凝土的大量使用，我国现浇混凝土结构得到广泛地推广和应用。　但当建筑结构的平面尺寸较大（建筑长度接近或略大于规范规定的伸缩缝最大　间距）时，现浇混凝土结构，尤其是普通楼板，易出现许多裂缝。　调查分析表明。工程实践中建筑结构的裂缝原因，属于由外荷载直接作用　产生的裂缝很少，而由间接作用（混凝土收缩、温度变形）引起的“间接裂缝”　则占了绝大多数。“间接裂缝　给混凝土结构带来很多不利影响，主要表现在：　（１）影响建筑观感和使用功能。裂缝出现之后。使房屋的使用者产生严重的　不安全感，有一些裂缝造成的渗漏还会破坏房屋的装修，影响房屋的使用功能。　尤其在建筑商品化的今天，这已经成为房屋业主投诉的焦点，不仅严重地影响　了房地产开发商的信誉，而且设计单位、施工单位也为此付出了惨痛的代价。　（２）影响结构的耐久性。裂缝的出现，加剧了混凝土的碳化及冻融的蜕化作　用，并导致了钢筋锈蚀．缩短结构的使用年限。　（３）７Ｉ起结构的次内力，改变结构计算的计算模型，降低结构的安全度。混　凝土收缩、温度变化引起的变形和约束应力会产生结构体系的次内力。次内　力有时会很大，甚至有可能超过荷载的效应而成为影响承载力的主要因素。另　外．混凝土收缩、温度位移改变了计算中的计算假定，结构的计算模型同实际　的结构工作状况偏差较大，影响了结构的安全度。　我们根据工程实践中现浇钢筋混凝土结构的“间接裂缝”问题，讨论中低　强度混凝土非荷载裂缝的控制措施。　１裂缝产生的原因　“间接裂缝”主要是由于大面积现浇混凝土易产生较大的收缩、温度变　形，且由于混凝土结构基本上都属于高次超静定结构，混凝土的收缩，温度变　形得不到释放，因而引起混凝土结构的约束反力。此约束反力随结构平面尺度　的增加而积累，当约束反力达到或超过一定限值时，就会引起混凝土结构的裂　缝。　１，１混凝土收缩的影响　引起混凝土收缩的原因，主要有两种：一是由于水泥水化产物的体积小于　养护不充分，温度、湿度不能保证，也容易引起裂缝。特别是跨季节施工，　秋季浇注的混凝土往往要经历冬季和春季的干燥．寒冷环境后，在春季形成裂　缝。　２减小。间接裂缝”的措施　由于收缩、温度变形是混凝土的固有性质。它对混凝土结构的影响是不可　避免的，且准确计算混凝土因收缩，温度变形对结构的影响是十分困难的，甚至　是不可能的。因此，我们常采用一些构造措施来减轻因收缩、温度变形产生的　“间接裂缝”的危害，这同时需要建材、施工部门的通力合作。当建筑物的体　形尺寸较小时，收缩、温度变形小，“间接裂缝”出现的少，危害小，一般可不予　考虑。当建筑物体积大，平面尺寸接近或略大于规范规定的最大伸缩逢间距且　未设伸缩缝时，必须设一些构造措施避免“间接裂缝　产生较大的危害。下面　简要地介绍一些基本措施：（１）减小商品混凝土的收缩性。由于泵送商品混凝土　反应前物质的体积，从而导致混凝土出现体积的收缩，即化学收缩。这种收缩　值随混凝土龄期的增加而增加，大致与时间的对数成正比。它一般在混凝土成　型后四十多天内增长较快，以后逐渐趋于稳定。这种化学收缩是不可逆的。二　是混凝土的干缩，即棍凝土在干燥的环境中，由于其内部吸附水分的蒸发而引　起的胶凝体收缩，以及混凝土中毛细管中水分蒸发后，由于毛细管的压力增大　而出现的收缩。这种干缩变形在混凝土吸水后是可以得到部分恢复的。　据调查结果分析，下面就我国近年混凝土收缩量增大和普遍开裂的原因说　明如下：（１）混凝土材料及成分的变化。为了提供高强混凝土，混凝土中常用高　强水泥配制，并且水泥用量普遍增加。由于泵送混凝土的要求，混凝土中粗骨　料的含量大幅度减少，粒径也减小，而且粉煤灰等掺合料也大量用于混凝土中。　粉剂含量的加大，粗骨料含量和粒径的减小。采用高强水泥，水泥用量的增加等　均导致混凝土的收缩增加。（２）混凝土抗裂性船相对降低。随着混凝土强度的提　高，其弹性模量也增长，因此相同的变形将在高强混疑土中产生更大的约束应　力。但是，高强混凝土随强度等级的提高，混凝土收缩应变增加，而抗拉强度却　相对增长滞缓，因而随着混凝土强度的提高，抗裂性能相对有所降低。（３）施工工　艺变化的影响。为了提高混凝土的和易性，大量的使用Ｊ＇ＨＪ￣剂、掺合料，商品　混凝土及泵送技术使流态棍凝土大量应用。这些因素都使混凝土的收缩量增　加。　１．２温度变形的影响　的收缩置远大于普通混凝土，使泵送混凝土的收缩裂缝出现的较多。设计时。　在不影响混凝土工艺和质量的条件下。应尽量采用收缩量小的混凝土。（２）加强　施工养护，合理施工选材。混凝土早期的养护，对混凝土强度和变形有很大的　影响，必须加强施工养护。施工选材时，尽量使混凝土的配合比合理，避免粗骨　料大少。大体积混凝土施工时．选用水化热较小的水泥。跨冬季施工时，做好　混凝土构件的冬季保护工作等。　（３）设置后浇带。后浇带宜每隔３０－４０ｍ　设置一道，宽度常为８００－１０００ｒａｍ，—般钢筋贯通不予切断。（４）局部加强配筋。　在受收缩、温度变形影响较大的部位，宜加强配筋来控制裂缝，使裂缝分布均　匀细密，以免影响建筑观感和引起使用者的不安全感。（５）解除约束，设置滑移　层。若混凝土能够自由伸缩．在结构中不会产生约束应力，不会产生“间接裂　缝”。例如砖混结构中，在顶层屋面板同墙体的连接之问设砂层．降低沮度变形　对屋面板和墙体的影响。　结语　随着钢筋混凝土结构的长大化和复杂化，以及商品混凝土的大量推广使用　及混凝±强度等级的提高，结构裂缝出现的机率大大增加。为减少和避免混凝　土裂缝的产生，笔者结合理论研究和结构设计实践，认为混凝土工程设计和施　工中应注意以下几个方面：　（１）严格控制混撬土的设计配合比，混凝土中粗骨料不宜太少，并应选用水　化热较小的水泥。泵送商品混凝土应尽量采用收缩量小的混凝土。　（２）混凝土养护十分重要，但许多施工单位常常忽视这一环节，尤其是墙体　和柱梁的保温保湿养护不到位，容易产生收缩裂缝。　（３）楼板或屋盖面积较大时，宜设置后浇带，其浇注时间易在混凝土浇注后　ｌ一２个月后。若后浇带处钢筋能完全断开，并通过钢筋的搭接实现应力的传　递，效果会更好。　（４）在受收缩、温度变形影响较大的部位，可局部加强配筋。如在现浇楼板　上部增配通长钢筋，用以增强楼板抵抗收缩、温度的能力。　（５）掺加适量的膨胀剂来补偿混凝土的收缩。应根据工地原材料试配补偿　收缩混凝土．在满足混凝土的坍落度、强度的条件下，还必须达到限制膨胀率　的要求，否则要调整膨胀剂掺量。　热胀冷缩是混凝土的固有性质。当温度在０。Ｃ－ＩＯ０＂Ｃ范围内，混凝土的　膨胀系数约为１　Ｘ　１０～－１．４×１０－’。实际工程的温度变形同环境条件、气候　影响、围护结构的保温性能、体型尺寸等有关。温度变化对混凝土变形的影　响表现在以下几方面：（１）大气环境的影响。建筑的外墙或外露结构、未做保温　层的屋面以及露天结构，受到四季气温变化及昼夜温差的影响将产生温度变　形。这种情况将产生两种变形，一种变形是由于内外温差造成的弯曲变形，另　种变形是构件的伸缩变形。此外。夏季炎热且暴雨频繁的地区。也易因温度　的突变而产生变形失调．因此，混凝土结构的露天部分、外墙及未有保温层保　一科技博览ｔ　ｌ５３