摘要：随着我国建设行业的快速发展，作为原材料的混凝土使用率越来越高。混凝土的早期开裂问题一直是工程中存在的普遍现象，许多现浇板在刚拆除模板甚至浇筑后很短时间内就出现不同程度的裂缝，主要是由温度、收缩、不均匀沉降等因素导致的裂缝。
关键词：混凝土现浇板；早期裂缝影响因素
引言
我国经济建设的快速发展使我国各行业迎来新的发展机遇和空间。混凝土现浇板早期裂缝产生的原因是多方面的，注意从设计源头、以及施工过程材料和施工等方面采用有效的预防措施，混凝土裂缝是可以有效控制的。
1混凝土现浇板裂缝的影响
现阶段，在现浇混凝土结构施工中，裂缝问题逐渐成为了影响工程质量的一个普遍但又难以避免的问题，尽管裂缝的产生不会立刻影响结构的整体安全，但是随着长时间的温差变化以及在载荷的作用下，一些细微裂缝会逐渐演变成较大裂缝，不仅降低了现浇混凝土结构的强度和刚度，影响其承载能力，同时也将会降低现浇混泥土结构的防腐蚀和防渗透能力，导致现浇混凝土结构的可靠性、安全性和耐久性降低，从而缩短其使用寿命，最终导致给结构留下巨大的隐患。根据混凝土现浇板裂缝的特点，可分为几种典型类型：（1）横向裂缝：在跨中1/3范围内，沿建筑物横向方向的裂缝；（2）纵向裂缝：沿建筑物纵向方向的裂缝，出现在板下皮居多，个别上下贯通；（3）不规则裂缝：分布及走向均无规则的裂缝；（4）角部裂缝：在房间的四角出现的斜裂缝，板上皮居多；（5）楼板根部的横向裂缝：距支座在30cm内产生的裂缝，位于板上皮；（6）顺着预埋管线方向产生的裂缝。
2有限元建模方法
某框架结构的办公楼基本设计条件如下：建筑物总长度为59.4m，宽度为15.0m，层高均为3.6m，走廊的宽度为2.1m，标准层办公室的开间和进深分别为5.4m和6.3m，混凝土楼板厚度为120mm，楼板采用双层双向配筋，一级钢筋Φ8@150，框架柱的截面尺寸为500mm×500mm，采用C40混凝土，框架梁的截面尺寸为450mm×800mm，梁板采用C30混凝土。施工时另设后浇带，后浇带宽0.8m，同一施工段的梁板采用现场整体浇筑的办法，浇筑完成后14d进行拆模。在现浇楼板早期应力的模拟分析中，选用实体单元SOLID185模拟现浇楼板和框架梁，选用SOLID45单元模拟框架柱。由于同一施工段的混凝土梁板采用现场整体浇筑的方法，各个板区的梁板在施工过程中的温度变化情况大致相同，故可模拟一个施工段的温度场。梁、板的表面均按第三类边界条件考虑，即与空气进行对流换热，其中楼板与框架梁的侧面与底部考虑拆模前后对混凝土表面的散热影响，拆模前是粗糙表面与空气热对流边界条件，拆模后是光滑表面与空气热对流边界；柱底部及两对称截面均采用第二类边界条件，取绝热状态。采用与温度场计算相同的时间步长计算湿度场，然后将湿度场计算结果插值到温度场网格中，并转换为等效温度，进而计算收缩应力。
3早期裂缝影响因素分析
（1）板厚的影响，分别采用厚度为120、150及180mm的现浇板进行建模，其余条件均保持不变。不同板厚情况下顶面和底面沿对角线方向的干缩应力变化曲线，可以看出，现浇板干缩应力峰值均出现在板角区域，向中心逐渐降低。随着现浇板厚度的增加，顶面和底面的干缩应力也逐渐减小，说明较厚的现浇板表面具有较小的干缩应力，从而具有较高的抗裂性能。（2）环境湿度的影响，一般而言，环境的湿度状况会影响收缩量的大小，环境条件越干燥，收缩量越大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆分别考虑环境相对湿度为60%、70%、80%的情况，分析不同环境湿度对现浇板早期干缩应力分布的影响。不同环境湿度情况下顶面和底面沿对角线方向的干缩应力变化曲线，可以看出，现浇板顶面和底面的干缩应力随环境湿度的增加而有所降低，主要是因为环境湿度越低，亦即周围环境越干燥，现浇板水分散失就越快，现浇板顶面的湿度变化就越剧烈，产生的干缩变形就会越大，引发开裂的可能性亦越大。因此，应严格保证养护时间和养护条件。（3）现浇板跨度的影响，分别考虑现浇板长宽方向跨度比为1时，跨度分别取3、5、6和10m的情况，和现浇板长宽方向的跨度比分别为1、1.5、2和3的情况，其余条件保持不变。为不同跨度下和不同跨度比下现浇板底面沿对角线方向的干缩应力变化曲线。随着跨度或跨度比的增大，现浇板底面的干缩应力峰值均出现在板角区域，向中心逐渐衰减，跨度最小的模型角部的峰值干缩应力稍低于其余模型的。现浇板长短向跨度比达到3时，板角的干缩应力峰值显著降低，这对于减轻板角裂缝发展是有利的。
4混凝土现浇板早期裂缝控制措施
4.1原材料的优化措施
首先，要对混凝土原材料质量进行严格的控制，施工企业在选用商品混凝土的过程中，不能过于追求经济效益而一味选用低价格、低成本的混凝土而忽视其质量。其次，尽量利用级配好、粒度细的砂砾、粗砂，以减少混凝土的耗水量，使混凝土收缩，减少泌水。根据混凝土的强度等级和混凝土的工作性能，确定了配合比，严格控制了水和水泥的用量，减少了空隙率和含砂量，降低了收缩率。水泥应选用低水化热、低收缩质量的普通波特兰水泥。外加剂和外加剂在性能上必须可靠，有利于降低混凝土凝固过程中的水化热，提高混凝土的抗裂性能。
4.2施工方面的优化措施
（1）施工管理措施。现浇板各工序间应有适当的时间间隔，以保证混凝土强度的充分发挥，减少裂缝的产生。首先，合理施工缝。其次，技术的实施，质量管理系统，在技术人员的工作做好；再次，结构合理，确保施工流程的连续性，也保证了施工前的结构刚度和强度满足规范继续下一层的施工；最后，措施应纳入混凝土裂缝的施工组织设计，并监督项目部认真贯彻落实；（2）混凝土浇筑质量控制。首先，严格按设计和规范要求控制楼板厚度；其次，必须在规定的坍落度条件下施工，严禁任意加水，以防混凝土离析过大影响强度。再次，振动符合要求，不能超过振动不到位，在混凝土凝结前两振动，减少由于粗集料空隙的出血，钢筋混凝土和钢的下部，提高粘结强度，增加混凝土密度以提高抗裂性能。最后，混凝土完成后，及时进行养护。（3）模板工程质量控制。在施工过程中应保证支撑现浇混凝土楼板的模板及其支架具有足够的承载力。在与施工井架相接或施工运输工具频繁经过的楼板中间要适当加强模板支撑系统。拆模时间要满足规范要求。
结语
温度沿现浇板厚度方向呈非线性分布，截面中心及偏下位置温度较高；由于混凝土板表面的散热作用，表面混凝土的温升幅度小于内部混凝土的。同时，与空气层接触的顶面与底面的湿度减小较快，将导致内外干缩变形不一致，均可能导致现浇板开裂。
参考文献
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论文作者:赵秋宁,孟凡辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/9/11
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