天水市第二建筑工程有限公司
摘要：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了广泛地推广和应用。但是由于混凝土早期强度低，施工过程中极易出现裂缝缺陷，影响建筑结构的整体性和耐久性，本文分析了混凝土结构裂缝的形成及预防措施。
关键词：建筑混凝土结构 裂缝原因分析 预防措施 温度应力
1、混凝土是现代城市建筑中广泛使用的结构材料，但是混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注。混凝土结构的裂缝不仅影响结构的美观，也可能影响到结构的正常使用和耐久性。当裂缝宽度达到一定数值时，可能危及结构的安全。实践证明混凝土结构出现裂缝是不可避免的，科学的要求是将危害控制在允许范围内。
2、混凝土结构裂缝原因分析
混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料，在施工过程中，当发生地基不均匀沉降和温度湿度变化时，极易出现裂缝。
3、(一)地基变形
在钢筋混凝土结构中，造成开裂的主要原因是地基不均匀沉降。裂缝的大小、形状、决定于地基变形的情况，由于地基的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的。
(二)温度应力引起裂缝变形
一般材料均有热胀冷缩性质，房屋结构由于周围温度变化引起热胀冷缩变形，称为温度变形。 混凝土是具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由于由此产生附加应力，当这种附加应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。在工程中这种裂缝比较多见，比如现浇屋面板上的裂缝，大体积混凝土的裂缝等。
(三)湿度变形
混凝土在空气中结时，体积会逐渐减小，称为甘缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构，现浇框架结构，通常是由于养护不良造成的。
(四)、材料质量原因材料质量问题引起的裂缝是比较常见的原因。
（五）、设计构造
结构构件断面突变或开洞、留槽引起应力集中；构造处理不当、现浇主梁在搁次梁处没有附加箍筋等因素容易导致混凝土开裂。
（六）、结构受荷原因
结构受荷后产生裂缝的原因很多，施工和使用中都可能出现裂缝。如拆模过早或方法不当、构件存放、运输吊装时的吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。
（七）、温度应力的分析
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：
（1）初期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。
（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。
（3）后期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相叠加。根据温度应力引起的原因可分为两类：一是自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身、结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。二是约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松弛，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。
（八）、施工工艺
（1）混凝土的搅拌、运输、坚固、浇灌、振捣工序中的缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接原因。（2）模板构造不当，支撑刚度不足、支撑地基下沉、过早拆模都可能造成混凝土开裂。钢筋表面污染，混凝土保护层太小或太大钢筋移位等（3）混凝土养护，特别是早期养护质量于裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。
二、混凝土结构裂缝防治措施
通过以上分析，在工程裂缝中可以通过设计手段、施工手段来克服的，防治措施有以下几方面。(1)为了防止地基不均匀沉降引起墙体开裂，首先应处理好软土地基和不均匀地基，但在拟定地基加固和处理方案时，又应将地基处理和上部结构处理结合起来考虑使其能共同工作;不能单纯从地基处理出发，否则，不仅费用大;而效果亦差。在上部结构处理上有:改变建筑物体型;简化建筑物平面;合理设沉降缝;加强房屋整体刚度 (如增加横墙、增设圈梁、采用筏式基础、箱形基础等);采用轻型结构、柔性结构等。(2)、影响房屋伸缩出现裂缝的原因很多而且复杂，以上所述的仅是一些常见的情况。为了减少温度应力的影响，可采取合理的设伸缩缝;避免楼面错层和伸缩缝错位;加强屋面保温、隔热;用油毡夹滑石粉或铁皮将屋面板和墙体隔离，并在女儿墙根部留一定空隙，使其能自由伸缩且有伸缩余地;采用蓄水屋面或种植屋面;女儿墙设构造柱；加强结构的薄弱环节，提高其抗拉强度等技术措施。(3)、加强现浇板浇捣后的养护。混凝土养护是整个施工过程中必不可少的一个环节， 忽视对混凝土的养护，既会降低混凝土的强度，又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝，尤其在高温下施工，更应经常浇水养护，这样既可减少温度产生的裂缝，也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力，有效控制裂缝。同时，对水泥砂浆地面，也要严格按施工顺序操作，并加强养护，经常使地面处于湿润状态，也能有效地抑制地面裂缝的产生。
(4)、严格控制砂的粒径及含泥量。混凝土用砂应采用中粗砂，如砂粒过细，砂的含泥量超过标准，不仅降低强度，也会使混凝土产生裂缝，这是因为泥的膨胀性大于水泥膨胀性的缘故 。
(5)、在板角增加辐射筋。现浇板的四周在设计上都已配置负筋，但针对绝大多数裂缝产生于板角这一现象，在板角四周增设辐射筋，使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致，能有效地抑制裂缝，此外配筋较多时，相对来说也能明显改善裂缝的产生或扩展，根据裂缝距板角的距离，辐射筋长度为1.5m左右。
(6)、平面布置上尽量减少凹凸现象和设置必要的伸缩缝。平面转角过多，即薄弱部位越多， 而这些部位由于应力集中，往往是裂缝的多发区。
(7)、严格控制板面负筋的保护层厚度。现浇板负筋一般放置在支座梁钢筋上面，与梁筋应绑扎在一起，另外，采用“马凳”筋等措施来固定负筋的位置，保证在施工过程中板面钢筋不再下沉，从而可有效控制保护层，避免支座处因负筋下沉，保护层厚度变大而产生裂缝，板的保护层厚度不应大于1.5cm。
（8）、加强混凝土的养护及测温工作。混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，保温养护是大体积混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力；其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体的抗裂能力，同时，在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件，使混凝土在良好的环境下养护。具体应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求，保温养护的持续时间应根据温度应力加以控制、确定，保温覆盖层的拆除应分层逐步进行；在保温养护过程中，应保持混凝土表面的湿润。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求，来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施，如采用蓄水法保温养护等。
三、结论
混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的，混凝土裂缝的防治重点在于“防”，而不在于“治”在采取了上述综合性控制措施后，由于各种原因仍可能有少量的混凝土裂缝发生。当这些裂缝发生后，必须先查明裂缝产生的原因，判明裂缝的类型，才能选择正确的处理方法，同时要通过合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、合理设计建筑结构、加强施工监控、严格遵守施工技术规程、提高施工技术水平，这样才有可能最大程度减少混凝土裂缝的产生，把裂缝宽度控制在设计范围内，尽量减少裂缝造成的危害。
论文作者:高换林
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/24
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 应力论文; 温度论文; 结构论文; 地基论文; 原因论文; 《防护工程》2017年第26期论文;