牛建房  姚春杰

一、裂縫的原因

    混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，細分可分為：水泥干縮產(chǎn)生的裂縫；溫差變化，由熱脹冷縮效應引起的裂縫；應力集中引起的裂縫；使用不當造成過載，變形過大引起的裂縫；張拉力引起的裂縫；不均勻沉降引起的裂縫；施工中，在混凝土初凝階段因模板振動、變形或移位會使結構產(chǎn)生裂縫；加荷過早產(chǎn)生的裂縫。施工縫處理不好則可能在施工縫部位出現(xiàn)裂縫?；炷令A制構件，在脫模、運輸、堆放、起吊過程中因各種原因使構件受壓區(qū)處于受拉狀態(tài)，都可能使構件產(chǎn)生裂縫。

    二、溫度應力的分析

    在大體積混凝土中，混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因是由于溫度應力的作用。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。溫度應力可超過其它荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規(guī)律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。

    根據(jù)溫度應力的形成過程可分為以下幾個階段：

    早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。

    中期：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起。這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

    晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相疊加。

    根據(jù)溫度應力引起的原因可分為兩類：

    自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應力。

    約束應力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護攔混凝土。

    這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。

    三、溫度的控制和防止裂縫的措施

    由于溫差的作用，裂縫的產(chǎn)生是不可避免的。根據(jù)計算可以看出，可以采用摻加粉煤灰等有效方法，以降低混凝土硬化過程中混凝土內表的溫差。因而，在施工中采取適宜的措施，能夠避免有害裂縫的出現(xiàn)。

    降低水泥水化熱。包括：混凝土的熱量主要來自水泥水化熱，因而選用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥配制混凝土較好，精心設計混凝土配合比。采用摻加粉煤灰和減水劑的"雙摻"技術，減少每立方米混凝土中的水混用量，以達到降低水化熱的目的；選用適宜的骨料。施工中根據(jù)現(xiàn)場條件盡量選用粒徑較大，級配良好的粗骨料；選用中粗砂，改善混凝土的和易性，并充分利用混凝土的后期強度，減少用水量。嚴格控制混凝土的塌落度。在現(xiàn)場設專人進行塌落度的測量，將混凝土的塌落度始終控制在設計范圍內，一般以7～9cm為最佳，夏季施工時，在混凝土內部預埋冷卻水管，通循環(huán)冷卻水，強制降低混凝土水化熱溫度。冬季施工，采用保溫措施進行養(yǎng)護，如技術條件允許，可在混凝土結構中摻加10%～15%的大石塊，減少混凝土的用量，以達到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。

    降低混凝土入模溫度。包括：澆筑大體積混凝土時應選擇較適宜的氣溫，盡量避開炎熱天氣澆筑。加強施工中的溫度控制。改善約束條件，消減溫度應力。在大體積混凝土基礎與墊層之間可設置滑動層，如技術條件許可，施工時宜采用刷熱瀝青作為滑動層，以消除嵌固作用，釋放約束應力。

    提高混凝土的抗拉強度。包括：控制集料含泥量。砂、石含泥量過大，不僅增加混凝土的收縮，而且降低混凝土的抗拉強度，對混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制時必須嚴格控制砂、石的含泥量，將石子含泥量控制在1%以下，中砂含泥量控制在2%以下，減少因砂、石含泥量過大對混凝土抗裂的不利影響，改善混凝土施工工藝。可采用二次投料法、二次振搗法、澆筑后及時排除表面積水和最上層泥漿等方法。加強早期養(yǎng)護，提高混凝土早期及相應齡期的抗拉強度和彈性模置，在大體積混凝土基礎表面及內部設置必要的溫度配筋，以改善應力分布，防止裂縫的出現(xiàn)。

    四、混凝土的早期養(yǎng)護

    實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成，寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。

    從溫度應力觀點出發(fā)，保溫應達到下述要求：防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。防止混凝土超冷，應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。

混凝土的早期養(yǎng)護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。

（作者單位：駐馬店市金誠建筑安裝工程有限公司 ）