混凝土施工中裂缝控制分析

　　摘要：裂缝是建筑施工混凝土结构中相当普遍的现象，是长期困扰着建筑工程技术人员的一个技术难题。实践证明，裂缝是不可避免的，但可以把它控制在无害范围之内。本文分析、总结了在混凝土结构施工中常见的裂缝产生的主要原因，并根据实际采取有效措施。
　　关键词：混凝土，裂缝，施工
　　钢筋混凝土结构是一种耐久性较好的结构体系，但是由于混凝土的均质性较差，抗拉强度较低，又有膨胀收缩、徐变等特性，加之在实际工程中，往往由于施工过程控制不严、设计考虑不周、使用不当等原因，致使混凝土结构出现不同程度的裂缝，给结构造成一定的损伤，影响建筑物的正常使用，有些裂缝则危及结构的安全，甚至造成建筑物的严重破坏或倒塌。防止和减轻混凝土裂缝对建筑物的损害，正确“诊断”混凝土裂缝形成的原因，提出切实有效的“防治”方法，是至关重要的。
　　一、产生裂缝的主要原因分析
　　1.1水泥水化热
　　水化热裂缝多在大体积混凝土或高强混凝土中发生，一般多在大体积或高强混凝土施工过程中，由于混凝土水化热很高，在凝固过程中释放出大量的水化热，致使混凝土内部温度与混凝土表面温度以外部环境的温度相差较大，加之有结构自身约束存在，从而产生温度和收缩应力，导致水化热裂缝的产生。通常情况下，大体积混凝土当混凝土内部与表面温度超过25℃，混凝土表面温度与环境温度超过15℃时，最高浇筑温度大于28℃且混凝土断面温度变化梯度较大时，则易出现水化热裂缝。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3-5天。
　　1.2塑性塌落裂缝
　　一般多在混凝土浇筑过程中或浇筑成型后，在混凝土初凝前发生，由于混凝土拌合物中的骨料在在自重作用下缓慢下沉，水向上浮，即所谓的泌水。若是素混凝土，混凝土内部下沉是均匀的。若是钢筋混凝土，钢筋上面的混凝土被钢筋支顶，而钢筋两侧及下方的混凝土产生下沉，则混凝土沿钢筋表面产生顺筋裂缝。这种塑性塌落裂缝，对于大流动性混凝土或水灰比较大的混凝土尤为严重，一般情况，塑性塌落裂缝深度多达钢筋的表面。
　　另一种塑性塌落裂缝发生在梁板交接的阴角处，浇筑初凝以前梁内混凝土粗骨料下沉，灰浆上浮，灰浆自身收缩性比较大，这样就会形成沿板根分布的裂缝，这种裂缝宽达1~3mm，长达几十公分。这种塌落性裂缝与混凝土的坍落度的大小和细骨料的含量有着直接的关系，水灰比越大，细骨料含量越大，混凝土的流动性也就越大，就越容易产生塌落性裂缝。
　　1.3外界气温变化
　　混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60-65℃，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。
　　混凝土结构的温度裂缝由于其约束程度不同将产生较大的差异混凝土约束大致可分为“外约束”和“内约束”两大类:“外约束”是指一个物体受到其它物体的阻碍，一个结构变形受到另一个结构的阻碍，这种物体与物体之间，结构与结构之间的相互牵制作用称作“外约束”;“内约束”是指一个物体或一个物体本身各质点之间的相互约束作用成为“内约束”。混凝土结构产生的温度裂缝，绝大部分与“外约束”有关，少部分是由于“内约束”所造成。
　　1.4混凝土的收缩
　　一般在混凝土硬化过程中或使用一段时间后产生，这种裂缝是在有约束的条件下，由于混凝土的体积收缩、外界温度变化共同作用导致混凝土产生收缩和温度应力及变形，当其收缩和温度应力达到混凝土抗拉强度极限值或硅变形极限值时，混凝土即产生收缩温度裂缝。由于这种裂缝是由于收缩和温度共同作用所引起，因此其裂缝形态比较复杂。如混凝土结构首先是由于混凝土收缩引起的裂缝，则其裂缝规律一般为每隔一段距离有一条裂缝，且具有温度低时裂缝开展宽度较大，温度高时，裂缝开展宽度较小的规律。如果硅结构裂缝首先是由于温度应力所引起，则这种裂缝不仅随着温度变化而变化，而且还随着混凝土收缩的增大而增大。
　　通常情况下，如果导致产生温度应力的根源未进行彻底治理的情况下，收缩温度裂缝将随时间的推移而逐渐发展。
　　二、混凝土裂缝控制措施
　　混凝土裂缝产生的主要原因是温度和湿度的，混凝土在施工阶段常受外界气温变化的影响。混凝内部温度为水泥水化热的绝热温度和浇筑温度二者的叠加值，其中浇筑温度与外界温有直接关系。一般而言，外界气温愈高，混凝土在硬化期间水泥放出大量水化热，混凝土的浇筑温度也愈高，当气温下降，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，造成温差和温度应力，使大体积混凝土出现裂缝。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。
　　2.1控制温度
　　（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；
　　（2）拌合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）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；
　　（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；
　　（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；
　　（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；
　　2.2改善约束条件
　　①合理地分缝分块；
　　②避免基础过大起伏；
　　③合理的安排施工工序，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尽早拆模。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，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。
　　混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。
　　三、结束语
　　混凝土结构施工过程中常见的裂缝尽管有十几种类型，但其特点和形成规律各不相同，在实际工程中，往往裂缝形成的原因是多种因素造成的，实际施工过程中混凝土出现的开裂，绝大多数都是由干缩、冷缩、温度应力、早期塑性收缩和自生收缩等多种收缩叠加所致。其中有主要因素，也有次要因素，因此分清主次因素，对混凝土结构裂缝原因给出科学正确的“诊断”，对于防止混凝土结构裂缝才是至关重要的，才能对症下药，减少或避免有害裂缝的发生。
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