探讨对混凝土的裂缝分析控制

摘要：钢筋混凝土对结构使用功能是非常重要的，所以钢筋混凝土的结构设计和检验评定对裂缝控制有一定的要求，本文针对施工养护对混凝土非荷载引起的温度裂缝问题进行分析。

关键字：施工养护混凝土裂缝

中图分类号：TV543+.6文献标识码： A

一、前 言混凝土是由水泥、砂、石（粗骨料）组合而成的材料；在水泥、砂、石结硬过程中，存在气穴，微孔和微裂缝。因此从微观上看，混凝土是水泥石、砂、石及充有空气、水的微孔和微裂缝的多相组合体。这种组合中材料的物理化学性质并不相同。混凝土在硬化过程中，就存在微观裂缝和微孔，这些微观裂缝和微孔对作为混凝土宏观表现的物理化学性质有相当大的影响。现代工业和民用建筑中，混凝土的使用范围日趋扩大，其结构形式也日趋复杂，市场上现有预拌混凝土的大量采用，混凝土的裂缝问题是一项较大的技术难题，在工程实践中仍然缺乏成熟和实用的理论依据。二、钢筋混凝土裂缝对结构使用功能的影响混凝土产生裂缝的原因是多方面的，在建造时或建造后可能会有裂缝产生，这就需要根据裂缝的大小、形状、方向、分布以及结构所处的环境条件等判断裂缝是否会对结构功能产生有害影响，从而决定采取相应的补救措施。裂缝是使钢筋锈蚀的重要因素之一，在结构设计中加以限制，是防止钢筋锈蚀的一个主要方面，因此，许多国家的钢筋混凝土结构设计规范和防腐蚀规范中，要求在荷载作用下的裂缝宽度不能超过某一限制，或是不允许出现裂缝。如果结构处在有利的环境中，例如一般处于干燥条件，不受有害介质侵蚀的工业与民用建筑物的机构构件，即使裂缝宽度达到0.4mm，一般也不会引起钢筋锈蚀。但是。过宽的裂缝影响建筑物的美观或者影响隔音保温，要按具体情况对裂缝宽度适当限制。三、钢筋混凝土结构设计中对裂缝控制的要求对荷载作用下裂缝的发生和发展提出控制是必要求的。但须了解，控制结构的裂缝。要从材料的选择，计算和设计、构造、施工和养护，以及使用和维护等方面密切配合，才能收效。《混凝土结构设计规范》GB500100-2010的规定：普通钢筋混凝土结构的裂缝控制分为三级：一级为严格要求不出现裂缝的构件，二级为一般要求不出现裂缝的构件，三级为允许出现裂缝的构件。构件处于开裂状态下工作，最大裂缝宽度的计算不得超过下表的规定。钢筋混凝土结构最大裂缝宽度允许值0.2-0.3mm四、检验评定要求《混凝土结构工程质量验收规范》GB50204-2002

现浇结构的外观质量不应出现严重缺陷。对已经出现的严重缺乏应由设计单位提出技术处理方案，并经监理（建设）单位认可后进行处理。对经处理的部位，应重新检查验收，针对裂缝的严重缺陷指的是构件主要受力部位有影响结构性能或使用功能的裂缝。五、建筑物中常见混凝土裂缝的基本类型有塑性收缩裂缝；沉降收缩裂缝；温度裂缝；干燥收缩裂缝；碳化收缩裂缝；化学反应裂缝；沉陷裂缝；冻胀裂缝；张拉裂缝；膨胀裂缝；徐变裂缝；凝缩裂缝；其他施工裂缝；六、施工养护对混凝土非荷载引起的温度裂缝的控制温度裂缝又称温差裂缝，表面温度裂缝走向无一定规律性，长度尺寸较大的基础、墙、梁、板类结构，裂缝多平行于短边；大体积混凝土结构的裂缝纵横交错。深进和贯穿的温度裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行，裂缝沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，一般在0.5mm以下，沿全长没有多大变化，表面温度裂缝多发生在施工期间，深进的贯穿的多发生在浇筑后2-3个月或更长时间，缝宽受温度变化影响明显，冬季较宽，夏季较细。沿截面高度，裂缝大多呈上宽下窄状，但个别也有下宽上窄的情况，遇顶部或底板配筋较多的结构，有时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。1.产生原因1.1表面温度裂缝，多由于温差较大引起的。混凝土结构构件，特别是大体积混凝土基础浇筑后，在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面和内部差较大。当温度产生非均匀的降温差时（如施工中注意不够而过早拆除模板；冬期施工，过早除掉保温层，或受到寒潮袭击），将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面受到内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力（内部降温慢，受自约束而产生压应力），而混凝土早期抗拉强度低，因而出现裂缝。但这种温差仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面较浅的范围内出现，表面层以下的结构仍保持完整。1.2深进的和贯穿的温度裂缝多由于结构降温较大，受到外界的约束而引起的。当大体积混凝土基础，墙体浇筑在坚硬地基（特别是岩石地基）或厚大的旧混凝土垫层上时，没有采取隔离层等放松约束的措施，如果混凝土浇筑时温度很高，当混凝土降温收缩，全部或部分地受到地基，混凝土垫层或其它外部结构的约束，将会在混凝土内部出现很大的拉应力，产生降温收缩裂缝。这类裂缝较深，有时是贯穿的，将破坏结构的整体性。基础工程长期的不回填，受风吹日晒或寒潮袭击作用；框架结构的梁、墙、板、基础梁，由于与刚度较大的柱、基础约束，降温时也常出现这类裂缝。1.3采用蒸汽养护的结构构件，混凝土降温制度控制不严，降温过速，使混凝土表面急剧降温，而受到内部的约束，常导致结构表面出现裂缝。2、预防措施2.1一般结构预防措施2.1.1汽养护结构构件时，控制升温速度不大于15度/小时；降温速度不大于10度/小时，避免急热急冷，引起大的温度应力。2.1.2加强混凝土的养护和保温，控制结构与处界温度梯度在25度范围以内。混凝土浇筑后表面及时喷水养护，夏季应适当延长养护时间，以提高抗裂能力。冬季应适当延长保温和脱模时间，使缓慢降温，以防温度骤变，温差过大引起裂缝。基础部分及早回填，保湿保温，减少温度收缩裂缝或畜水养护措施。

2.2大体积结构混凝土，结构预防温度裂缝措施

2.2.1加强早期养护，提高抗拉强度。混凝土浇筑后，表面及时用塑料薄膜，草垫等覆盖，并洒水养护，深坑基础可采取灌水养护，夏季适当延长养护时间，在寒冷季节，混凝土表面应采取保温措施，以寒潮袭击，对薄壁结构要适当延长拆模时间，使之缓慢地降温，拆模时，块体中部和表面控制不大于20度，以防止急剧冷却，造成表面裂缝，基础混凝土拆模后应及时回填。2.2.2加强温度管理，混凝土拌制时温度要低于25度，如三峡大坝的混凝土施工中就采用掺冰块降温进行施工，浇筑后控制混凝土与大气温度差不大于25度，混凝土本身内部温差在20度以内，加强养护过程中的测温工作，发现温度过大，及时覆盖保温，使混凝土缓慢地降温，缓慢地收缩，以有效地发挥混凝土的徐变特性，降低约束力，提高结构抗拉能力。《混凝土结构工程施工质量规范》GB50204-2002规定混凝土浇筑完毕后，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施，并应符合下列规定：⑴应在浇筑完毕后的12小时以内对混凝土加以覆盖并保温养护；⑵混凝土浇水养护的时间：对采用硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7天对掺用缓型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14天。⑶ 浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态；⑷ 采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水。⑸ 混凝土强度达到1.2牛/平方毫米前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。 注：

①当日平均气温低于5度时，不得浇水；②当采用其它品种水泥时，混凝土的养护时间应根据所采用水泥的技术性能确定；③混凝土表面不便浇水或使用塑料布时，宜涂刷养护剂；④对大体积混凝土的养护，应根据气候条件按施工技术方案采取控温措施 治理方法。

温度裂缝对钢筋锈蚀，碳化，抗冻融，抗疲劳等方面有影响，故应采取措施处理：①对表面裂缝，可以采用涂两遍环氧胶泥或贴环氧玻璃布，以及抹、喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理。②防水、防渗要求的结构；缝宽大于0.1mm的深进贯穿的裂缝应根据裂缝可灌程度，采用灌水泥浆或化学浆液（环氧、甲凝或丙凝浆液）方法进行裂缝修补，或者灌浆与表面封闭同时采用。③宽度不大于0.1mm的裂缝；由于后期水泥生成氢氧化钙，硫酸铝钙等类物质，碳化作用能使裂缝自行便愈合，可不处理或只进行表面处理即可。 七、结论

建筑物的裂缝是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，有害程度的界限由各种建筑物的使用要求所决定。使用要求包括承载力、持久承载力、允许变形、防水、防气、防射线、防腐蚀以及精神方面包括建筑艺术和美观等。裂缝即是结构的一种缺隐，也是结构的一种物理力学性质。裂缝在施工阶段是客观存在的，小于0.05mm的裂缝对使用无大危害，但施工中应避免裂缝的存在。