混凝土结构裂缝原因和控制措施探讨
【摘要】 混凝土结构出现裂缝是不可避免的，在保证结构安全和耐久陛的前提下，裂缝是人们可接受的材料特征通过多年现场实践与现场观察，本文对构筑物中采用混凝土时出现裂缝的原因、裂缝特点、现场混凝土施工、控制和预防裂缝的措施等进行了阐述。
【关键词】 混凝土;裂缝;控制;措施
1.前言
现代社会，由于混凝土结构造价低廉、易于施工、寿命长久，因此在土木工程中占有相当大的比重。混凝土材料组成和配比的复杂化，以及在建筑施工、结构设计、环境条件等因素的影响，导致目前在建设工程中混凝土结构与混凝土构件频繁出现不同程度的裂缝。裂缝的出现将使结构造成一定的损伤并使结构的刚度降低、变形增大，并影响建筑物的耐久性和正常使用功能，甚至对结构的安全可靠性产生严重的潜在威胁。因此，正确了解、认识混凝土结构裂缝的产生原因，以及建立切实可行的裂缝控制方法和措施具有重要意义。
2.裂缝的成因
2.1 荷载作用下的裂缝
由于结构在外荷载作用下，破坏和倒塌是从裂缝扩展开始的.因此人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感 早在1932年前苏联教授的钢筋混凝土强度理论就指出：如正常配筋受弯构件的破坏状态.是指受拉区钢筋到达屈服强度.受压区混凝土到达受弯的抗压强度.此状态称为承载力极限状态 这一状态全过程是伴随着荷载的不断增加.裂缝出现.逐步扩展。进而受压区塑性不断发展.最后达到完全破坏。
2.2 收缩及水化热的增加
泵送商品混凝土工艺使得从过去的干硬性、低流动性、现场搅拌混凝土转向集中搅拌，转向大流动性泵送浇筑，水泥用量增加、水灰比增加、砂率增加、骨料粒径减小、用水量增加等导致收缩及水化热增加
2.3 混凝土强度等级日趋提高
建筑结构混凝土强度等级日趋提高.但有许多结构不适当地选择了过高强度等级.习惯上认为：“强度等级越高安全度越大，就高不就低，提高了强度等级没坏处。”有时迁就施工方便采用了高强度混凝土，这是一种误导。结果导致水泥标号增加，水泥用量增加，用水量增加.细骨料及粗骨料粒径偏小.砂率偏大等都使水化热及收缩增加
2.4 结构约束应力不断增大
结构规模的日趋增大.结构形式日趋复杂.超长超厚及超静定结构成为经常采用的结构形式.并采用现浇施工.这种结构形式有显著约束作用.对于各种变形作用必然引起较大的约束应力
2.5 养护方法不当
目前在混凝土施工中采用的养护方法基本沿用过去简易的方法.这种方法已远不适应泵送混凝土的较大温度收缩变形的要求
3.钢筋混凝土结构裂缝的控制措施
3.1 设计方面的控制措施
3.1.1 设计中应尽量避免出现较大应力集中现象的构造，例如截面突变，刻槽、开洞等，若因建筑结构或其他方面原因必须做时，应充分考虑采取措施予以加强。
3.1.2 重视对钢筋的配置，特别是针对不同受力假设采用不同的计算简图时，受力钢筋和构造配筋的确定应予以高度重视，构造配筋对有效控制裂缝的出现和发展十分重要。
3.1.3 重视对结构薄弱部位、易开裂部位的处理，例如深基础与浅基础结合处、高低跨处、高层与底层结合处以及不同结构形式结合处等。
3.1.4 设计中处理好柔性和刚性的关系。结构中所有构件都是约束与被约束的关系。所受约束越强，产生足够变形的余地就越小，就越容易开裂。所以，设计过程中应重视结构中相连构件的约束关系。不能一味的追求柔性或刚性，应灵活运用，达到柔性和刚性并重。
3.1.5 设计人员应对设计中所选用材料的特性、结构的施工程序和施工方案有比较清楚的认识，有的放矢的选择结构方案和所使用的材料。
3.2 材料方面的控制措施
3.2.1 在选择的水泥、沙子、石子等材料时，应根据结构的要求选择符合规范要求的材料。
3.2.2 选择适宜的外加剂和掺和剂，可以显著的提高混凝土的工作性能、降低水泥用量、降低水化热。
3.2.3 应用补偿收缩混凝土技术。在混凝土中加入一定量的膨胀剂来补偿混凝土的收缩，是解决混凝土由于收缩而产生裂缝的一种有效措施。
3.3 施工方面的控制措施
3.3.1 钢筋混凝土结构裂缝控制的施工措施
1）严格设计图样会审，认真分析抗裂构造设计、施工组织设计中有减少和控制混凝土裂缝的具体技术措施以及应给予重视的结构部位。2）对水泥安定性、集料的碱活性、混凝土原材料的抗裂性能进行检测，对配合比进行抗裂性能优化设计，满足强度及泵送要求的情况下，选择抗裂性能最佳的混凝土。3）对施工荷载和楼板的抗裂性能进行核算，严格控制现浇混凝土楼板上人、上料时间和堆料位置。4）混凝土的钢筋保护层须有可靠的保证措施。5）严格控制混凝土的人模坍落度以及记录混凝土开始浇筑时间和浇筑完成时间，并分批汇总分析。6）混凝土浇筑振捣时，振捣棒要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间和位置，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，避免混凝土早期失水裂缝。7）在装配式结构的板间拼缝及梁柱连接处，不得采用水泥砂浆灌缝，而应采用混凝土强度等级高于被连接构件的细石混凝土灌缝，灌缝宜采用膨胀混凝土。8）对混凝土结构中容易产生裂缝的部位以及混凝土板、墙中预埋管线位置以及预留孔洞位置应掺加纤维和配置足够的加强钢筋并保证足够的锚固长度来控制混凝土结构的裂缝。9）施工缝的留置位置在结构受剪力较小且便于施工的位置;结构后浇带必须按设计位置留置，两个混凝土结合面全部按施工缝处理，达到规定的时间后选用高一强度等级的微膨胀混凝土浇筑并充分保水养护。
3.3.2 大体积混凝土裂缝控制的施工措施
防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。除以上介绍的措施以外，大体积混凝土的裂缝控制要点有以下几点：1）认真选择水泥品种和水泥用量以减少水化热的产生，降低温差。2）掺加适量的优质粉煤灰和外加剂对于混凝土中水泥和水的用量，进而降低混凝土的水化热，推迟放热高峰出现的时间，减少温度裂缝。3）选用质量优良的粗细集料，尽可能选用较大的粒径。4）控制混凝土浇筑温度。我国规范明确规定混凝土入模温度不得超过280C，在混凝土中石子所占重量最大，因此降低混凝土浇筑温度最有效的方法是降低石子温度，必要时在使用前用冷水冲洗、或对集料进行护盖或设置遮阳装置避免日光直晒，或在搅拌混凝土时加冰块冷却，以降低混凝土原材料的温度。5）改进施工工艺。采用二次投料、二次振捣和二次抹面工艺，可以有效的减少混凝土内部裂缝与气孔，提高抗裂性。6）加强养护。人们理解的养护主要是浇水，其实所谓养护不仅是保持足够的湿度以满足水化的要求，而且要在不同的环境湿度下保持尽可能小的内外温差和恰当的升温、降温速率。在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，减低温度应力，夏季注意避免暴晒，注意保湿，冬季应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。7）改善约束条件，削减温度应力。浇筑大体积混凝土时，采取分块浇筑、合理设置水平或垂直施工缝，或在适当位置设置施工后浇带，以放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，以防止水化热的积聚，减少温度应力;对大体积混凝土基础与岩石地基，或基础与厚大的混凝土垫层之间设置滑动层，以消除嵌固作用，释放约束应力。8）避免在雨中或大风中浇灌混凝土。
4.结束语
混凝土结构的裂缝控制一直是工程界的一大难题。钢筋混凝土裂缝的产生涉及技术、设计、管理等多方面因素。合理的设计能防止很大一部分裂缝的产生，但是施工阶段的裂缝控制技术也很关键，只有经过合理设计和精心施工的建筑物，其裂缝才能控制在理想范围之内，最终达到减少和避免混凝土结构裂缝的产生的理想目的。