1、1房屋建筑大面积混凝土板的裂缝成因及控制措施【摘要】：混凝土是一种多元、多相、非匀质水泥基复合材料，从开始浇筑到养护的各个加工环节都会出现大量微细裂缝。有些裂缝会在环境、荷载作用下继续发展从而影响构件的整体性，防水性和耐水性，成为结构的隐患。本文介绍常见的混凝土裂缝产生的原因、预防措施以及裂缝处理的建议。 【关键词】：房屋建筑；大面积混凝土；裂缝处理 混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高，且耐火性好，已成为当今世界建筑结构中使用最为广泛的材料，但同时也存在抗拉能力差，容易开裂的缺点。有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下还会不断产生和扩展，使构件强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重
2、时甚至发生事故，必须加以控制。因此，研究混凝土裂缝的产生原因和常见裂缝的预防措施显得尤为重要。 1 常见裂缝的成因分析 大面积混凝土板因板厚不同分为大体积与非大体积两类。关于大体积混凝土的定义，在建筑工程中没有明确规定，从水泥水化热不能及时散发，而导致混凝土内部温度升高这个观点考虑，建议结构断面最小尺寸大于 1m（即板厚超过 1m）时，宜按大体积混凝土的有关要求施工。 1.1 大体积混凝土板裂缝 大体积混凝土板裂缝一般分为表面裂缝、内部裂缝或贯穿板厚的裂2缝，建筑工程中最常见的是表面裂缝。 1.1.1 表面裂缝的成因 内外温差。大体积混凝土浇筑后，由于水泥水化热积聚，短期热量不能散发而造成混凝
3、土内部温度升高，混凝土中心温度和表面温度之差即为内外温差，这种温差导致混凝土表面产生拉应力，拉应力值随温差加大而增大，当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时，表面即产生裂缝。 温度陡降。冷空气影响、暴雨袭击、拆模或撤除保温层等均可导致混凝土表面温度突然下降，由于这种温差形成的温度应力时间短，应力松弛影响小，更容易造成混凝土裂缝。 混凝土收缩。混凝土收缩是指在混凝土凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小现象，一般分为塑性收缩（又称沉缩） ，化学收缩（又称自身收缩） ，干燥收缩及碳化收缩，较大的收缩会引起混凝土开裂。 混凝土表面干缩快，内部干缩慢，表面的干缩受到内部混凝土的约束，因而在表面产生拉应力，这是
4、造成表面裂缝的重要原因之一。 表面裂缝的产生和发展，往往是以上三种因素相互或共同作用的结果，其中，两种原因叠加，更易造成裂缝或使裂缝更严重。 1.1.2 内部裂缝或贯穿裂缝的成因 大体积混凝土板浇筑后内部温度变化的一般规律是开始几天（如710d）升温，然后有几天（37d）恒温，以后降温，降至与环境温度一致的时间，随板厚、散热条件（覆盖材料品种及厚度）的不同而变化，一般需要 15d 以上的时间。 3当大体积混凝土浇筑在基岩或老混凝土上时，由于基岩或老混凝土的压缩模量（弹性模量）较高，混凝土因温度变化产生的变形受到基岩（老混凝土）的约束，而在新浇混凝土内部形成温度应力。在升温阶段，约束阻止新浇混凝
5、土的温度膨胀变形，在混凝土内产生压应力；而在降温阶段，新浇混凝土收缩（降温收缩与干缩）因存在较强大的地基或基础的约束而不能自由收缩，在新浇混凝土内形成拉应力。由于升温较快，此时新浇混凝土的弹性模量较低，且徐变影响又较大，因此压应力较小，但是经过恒温阶段的降温时，新浇混凝土的弹性模量已较高，形成的拉应力也较大，除抵消升温产生的压应力外，混凝土内部还存在较高的拉应力，而导致产生内部裂缝。当结构厚度较小且约束较大时，拉应力分布比较均匀，产生贯穿全断面的裂缝。 1.2 非大体积混凝土板裂缝 大面积混凝土板的厚度不大时，水泥水化热造成板内温度升高值较小，导致板裂缝的主要原因有以下三个。 1.2.1 混凝
6、土干缩导致表面裂缝 混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，称之为干缩或收缩。新浇筑混凝土水分的散失是不均匀的，一般情况下，板外露表面水分散失快，内部散失慢，因此出现不均匀干缩，这种干缩差在板表面形成拉应力，当拉应力超过混凝土当时的抗拉强度时，就产生干缩裂缝。当养护不良时，这种裂缝尤其明显或严重。 1.2.2 混凝土收缩造成板贯穿性裂缝 一般钢筋混凝土的收缩率为 0.150.2，混凝土为40.20.4，而混凝土的极限拉应变仅为 0.10.15，对比这些数据，显而易见干缩较易造成混凝土开裂。如以一块长为 30m 的钢筋混凝土板为例，其总收缩量可达 4.56.0mm，而混凝土开裂时的极限拉应变很小，
7、只要板底对后浇混凝土存在足够大的约束，就可能产生贯穿性的板裂缝。 1.2.3 混凝土温度收缩 非大体积混凝土板的温度收缩导致混凝土开裂的问题，常被忽视。我国大部分地区正常季节施工期，混凝土浇筑温度在 2025较常见，在夏季有时甚至超过 30，但是这些板的使用温度一般只有 1015，甚至更低，尤其需注意的是秋末、冬初浇筑的板，混凝土浇筑后不久板内温度迅速下降，又未及时采取适当的保护措施，板内温度大幅下降造成混凝土裂缝，这是因为混凝土因温度变化的线膨胀系数为 110-5/。同样以一块 30m 长的板为例，假设板内温度从混凝土浇筑温度降至最低的温差为 20，其总的温度收缩值为 6mm 左右，前面已述
8、及混凝土的极限拉应变很小，只要存在足够的约束，如此温度收缩足以使板开裂。 2 大面积混凝土板裂缝的防控 2.1 工程现况中常见问题 目前在建工程中较常见的问题有下述几个。 混凝土设计强度等级过高。 混凝土的施工配制强度储备过大。 混凝土拌合物坍落度过大。 原材料使用不当。如水泥强度与混凝土强度之比偏小；砂、石质5量差，突出反映在级配差、含泥量偏高；不使用高效减水剂或使用不当等。 施工技术措施缺失或错误。如混凝土运输过程中，坍落度损失过大；浇筑方法不当，造成混凝土板面松顶现象严重；施工组织管理失误，出现混凝土冷缝；施工养护不良，以及没有及时回填土等导致板长期裸露。 2.2 防控措施建议 2.2.
9、1 设计方面 不宜选择过高的混凝土强度等级。板作为受弯构件，混凝土强度等级高低对板的承载性能影响较小；高强混凝土虽能提高抗裂能力，但水泥用量加大往往带来更多不利影响。 参照混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）的有关规定，适当设置后浇带，并规定合理的浇筑时间。 板上面的配筋建议采用密间距、小直径，防止表面开裂。 2.2.2 混凝土原材料选用方面 选用早强、低收缩水泥；水泥强度等级不宜偏低，防止水泥用量过多带来较大的收缩。 砂宜用中、粗砂，含泥量不要任意突破规范的规定。 一般碎石比卵石配制的混凝土抗裂性能好；尽可能选用允许的大粒径和级配良好的石子，以减小水泥用量；含泥量应严格控制，超过
10、规定的应冲洗。 外加剂。选用高效减水剂降低水泥用量；选用改善抗裂性能的外加剂，如纤维素微膨胀剂等。 62.2.3 混凝土供应方面 选用技术先进、质量可靠的预拌混凝土供应商。 混凝土施工配制强度的确定，应执行混凝土 结构工程施工质量验收规范 （GB50204-2002）的有关规定。 防止片面追求施工方便而采用过大的坍落度。 2.2.4 施工技术措施方面 施工方案中的混凝土运输的转载次数最少，运输时间最短。泵送混凝土严格执行施工规范的有关规定。 混凝土的浇筑应合理分段、分层进行，使混凝土沿高度均匀上升，避免采用斜向分层浇筑，减轻板混凝土的松顶现象。 在合理分段分层的前提下，防止产生冷缝，确保混凝土
11、的密实度。除按规范要求覆盖浇水养护外，大体积混凝土还应按合理的温度控制方案实施。 3 裂缝处理与建议 3.1 对混凝土裂缝处理界限的几点建议 （1）裂缝是否允许，是否需要处理，须符合工程设计要求。对不允许有裂缝的工程，所有裂缝均应处理；对允许有裂缝的结构构件，其缝宽不超过国家标准的规定时，一般不需专门处理。 （2）建议建筑物交工验收时，按混凝土结构设计规范（GB50010-2002）第 3.3.4 条和混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）规定执行，使用中按危险房屋鉴定标准 （JGJ125-71999）规定执行，不要任意突破规范标准的规定。 （3）重视裂缝性质的鉴别和使用功
12、能的检测，在此基础上，通过协商使参与建设的各方（设计、施工、监理、业主等）达成共识，以此来界定严重缺陷类裂缝。 4 总结 综上所述，大体积混凝土在建筑工程中的广泛应用，我们必须积极加强对大体积混凝土施工质量的把关工作，实现对混凝土裂缝最大程度的防控。对于大体积混凝土施工裂缝的防控技术分析，不但要确保满足普通混凝土施工所需的强度、温度及稳定性，还要加强对原材料配制、绝热温度和养护等相关措施，从而确保大体积混凝土施工高质量、高效率，并为整个建筑工程的高质量施工奠定了基础。 参考文献 1王赫.建筑工程质量事故分析与防治M.第 3 版.北京：中国建筑工业出版社，2008. 2王赫等.关于混凝土裂缝处理界限的探讨与建议J.建筑技术.2000，31（1）. 3 田雨泽. 大体积混凝土施工的裂缝预控J .低温建筑技术， 2002 ，3.
