時(shí)間：2023-03-02 15:07:24
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一、前言
鋼筋砼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是不可避免的，在保證結(jié)構(gòu)安全和耐久性的前提下，裂縫是人們可接受的材料特征。近十多年來(lái)，隨著鋼筋砼結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)大化和復(fù)雜化，以及商品砼的大量推廣和砼強(qiáng)度等級(jí)的提高，結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)機(jī)率大大增加，有些已危及結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，有的地下工程裂滲已影響其使用功能。建設(shè)部對(duì)此十分重視，召開(kāi)多次學(xué)術(shù)研討會(huì)，工程界各方專家提出許多技術(shù)措施，認(rèn)為控制裂縫是個(gè)系統(tǒng)工程。針對(duì)地下工程裂滲比較普遍的現(xiàn)象，我國(guó)研制許多新型防水材料，建設(shè)部提出今后主要開(kāi)發(fā)應(yīng)用環(huán)保型的中、高檔防水材料，剛?cè)峤Y(jié)合，全面提高我國(guó)防水工程的質(zhì)量和耐久性。
本人根據(jù)長(zhǎng)期的科學(xué)研究和大量工程實(shí)踐，提出鋼筋砼結(jié)構(gòu)裂縫控制和防水一些新技術(shù)，供工程界參考，不妥之處請(qǐng)指正。
二、結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因
結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，根據(jù)國(guó)內(nèi)外的調(diào)查資料，引起裂縫有兩大類原因，一種由外荷載（如靜、動(dòng)荷載）的直接應(yīng)力和結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫，其機(jī)率約20%；一種是結(jié)構(gòu)因溫度、膨脹、收縮、徐變和不均勻沉降等因素由變形變化引起的裂縫，其機(jī)率約80%。裂縫發(fā)生與材料、設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)有關(guān)，現(xiàn)作以下分析。
（一）材料缺陷
在變形裂縫中收縮裂縫占有80%的比例，從砼的性質(zhì)來(lái)說(shuō)大概有：
1．干燥收縮
研究表明，水泥加水后變成水泥硬化體，其絕對(duì)體積減小。每100克水泥水化后的化學(xué)減縮值為7～9ml，如砼水泥用量為350kg/m3，則形成孔縫體積約25～30L/m3之巨。這是砼抗拉強(qiáng)度低和極限拉伸變形小的根本原因。研究表明，每100克水泥漿體可蒸發(fā)水約6ml，如砼水泥用量為350kg/m3，當(dāng)砼在干燥條件下，則蒸發(fā)水量達(dá)21L/m3。毛細(xì)孔縫中水逸出產(chǎn)生毛細(xì)壓力，使砼產(chǎn)生“毛細(xì)收縮”。由此引起水泥砂漿的干縮值為0.1～0.2%；砼的干縮值為0.04～0.06%。而砼的極限拉伸值只有0.01～0.02%，故易引起干縮裂縫。
2．溫差收縮
水泥水化是個(gè)放熱過(guò)程，其水化熱為165～250焦?fàn)?克，隨砼水泥用量提高，其絕熱溫升可達(dá)50～80℃。研究表明，當(dāng)砼內(nèi)外溫差10℃時(shí)，產(chǎn)生的冷縮值εc=T/α=10/110-5=0.01%，如溫差為20～30℃時(shí)，其冷縮值為0.02～0.03％，當(dāng)其大于砼的極限拉伸值時(shí)，則引起結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。
3．塑性收縮
砼初凝之前出現(xiàn)泌水和水份急劇蒸發(fā)，引起失水收縮，此時(shí)骨料與水泥之間也產(chǎn)生不均勻的沉縮變形，它發(fā)生在砼終凝之前的塑性階段，故稱為塑性收縮。其收縮量可達(dá)1％左右。在砼表面上，特別在抹壓不及時(shí)和養(yǎng)護(hù)不良的部位出現(xiàn)龜裂，寬度達(dá)1～2mm，屬表面裂縫。水灰比過(guò)大，水泥用量大，外加劑保水性差，粗骨料少，振搗不良，環(huán)境溫度高，表面失水大等都能導(dǎo)致砼塑性收縮而發(fā)生表面開(kāi)裂現(xiàn)象。
4．自生收縮
密封的砼內(nèi)部相對(duì)濕度隨水泥水化的進(jìn)展而降低，稱為自干燥。自干燥造成毛細(xì)孔中的水分不飽和而產(chǎn)生負(fù)壓，因而引起砼的自生收縮。高水灰比的普通砼（OPC）由于毛細(xì)孔隙中貯存大量水分，自干燥引起的收縮壓力較小，所以自生收縮值較低而不被注意。但是，低水灰比的高性能砼（HPC）則不同，早期強(qiáng)度較高的發(fā)展率會(huì)使自由水消耗較快，以至使孔體系中的相對(duì)濕度低于80%。而HPC結(jié)構(gòu)致密，外界水泥很難滲入補(bǔ)充，在這種條件下開(kāi)始產(chǎn)生自干收縮。研究表明，齡期2個(gè)月水膠比為0.4的HPC，自干收縮率為0.01%，水膠比為0.3的HPC，自干收縮率為0.02%。HPC的總收縮中干縮和自收縮幾乎相等，水膠比越小自收縮所占比例越大。由此可知，HPC的收縮性與OPC完全不同，OPC以干縮為主，而HPC以自干收縮為主。問(wèn)題的要害是：HPC自收縮過(guò)程開(kāi)始于水化速率處于階段的頭幾天，濕度梯度首先引發(fā)表面裂縫，隨后引發(fā)內(nèi)部微裂縫，若砼變形受到約束，則進(jìn)一步產(chǎn)生收縮裂縫。這是高標(biāo)號(hào)砼容易開(kāi)裂的主要原因之一。
5．減水劑的影響
人們發(fā)現(xiàn)，自八十年代中期推廣商品（泵送）砼以來(lái)，結(jié)構(gòu)裂縫普遍增多，這是為什么呢？除了與砼的水泥用量和砂率提高有關(guān)外，人們忽視了減水劑引起的負(fù)面影響。例如過(guò)去干硬性及預(yù)制砼的收縮變形約為4～6×10-4，而現(xiàn)在泵送砼收縮變形約為6～8×10－4，使得砼裂縫控制的技術(shù)難度大大增加。研究表明，在砼配合比相同情況下，摻入減水劑的坍落度可增加100～150mm，但是它與基準(zhǔn)砼的收縮值相比，卻增加120～130%（見(jiàn)圖1）。所以，在《砼減水劑》規(guī)范GB138076-97中規(guī)定摻減水劑的砼與基準(zhǔn)砼的收縮比≤135%。研究表明，摻入不同類型的減水劑砼的收縮比是不相同的，一般是：木鈣減水劑>萘磺酸鹽減水劑>三聚氰胺減水劑>氨基磺酸減水劑>聚丙烯酸減水劑。這說(shuō)明商品砼澆筑的結(jié)構(gòu)開(kāi)裂機(jī)率大與減水劑帶來(lái)負(fù)面影響有關(guān)。其機(jī)理尚不清楚。
以上是從水泥砼物理化學(xué)特性分析其各種收縮現(xiàn)象，早期塑性收縮會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)表面裂縫，砼進(jìn)入硬化階段后，砼水化熱使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫差收縮和干燥收縮（包括自干收縮），這是誘發(fā)裂縫的主要原因。近十年大量使用商品砼開(kāi)裂增加，除與單方砼水泥和摻合料用量增加外，減水劑增加砼收縮值變形的負(fù)面影響也是一個(gè)重要因素。
6．砼后期膨脹出現(xiàn)裂縫，主要是：
（1）水泥中游離CaO過(guò)高，Ca(OH)2體積膨脹所致；
（2）水泥中MgO過(guò)高，Mg(OH)2體積膨脹所致；
（3）水泥和外加劑堿含量過(guò)高，與集料中活性硅等發(fā)生堿-集料反應(yīng)所致；
（4）有害離子Cl-、SO4=、Mg++等侵入砼內(nèi)部，導(dǎo)致鋼筋銹蝕或形成二次鈣礬石膨脹破壞所致。
7．結(jié)構(gòu)物在任意內(nèi)應(yīng)力作用下，除瞬間彈性變形外，其變形值隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象稱為徐變變形。砼拉徐變時(shí)對(duì)抗裂有利，一般可以提高鋼筋砼極限拉伸值50％左右。而砼壓徐變很小，一般把收縮變形與徐變變形的計(jì)算一并加以考慮。砼收縮經(jīng)驗(yàn)公式很多，但是，實(shí)際工程所處條件變化較多。一般采用如下任意時(shí)間砼收縮計(jì)算公式。
εy(t)=3.2410-4(1-e-0.01t)M1.M2……Mn
式中M1.M2……Mn－為水泥品種、骨料，水灰比、溫度、養(yǎng)護(hù)和不同配筋率等修正系數(shù)。
其中不同配筋率的修正系數(shù)見(jiàn)表1。也即限制收縮與自由收縮之比，隨配筋率提高而減小。
表1
配筋率（％）0.000.150.200.250.300.400.50
修正系數(shù)M1.000.680.610.550.500.430.40
（二）設(shè)計(jì)問(wèn)題
鋼筋砼結(jié)構(gòu)是由砼和鋼筋共同承擔(dān)極限狀態(tài)的承載力，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師根據(jù)地基情況，靜、動(dòng)荷載、環(huán)境因素、結(jié)構(gòu)耐久性等控制荷載裂縫。這里不作討論。從國(guó)內(nèi)外有關(guān)規(guī)范可知，對(duì)結(jié)構(gòu)變形作用引起的裂縫問(wèn)題，客觀上存在兩類學(xué)派：
第一類，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定很靈活，沒(méi)有驗(yàn)算裂縫的明確規(guī)定，設(shè)計(jì)方法留給設(shè)計(jì)人員自由處理?；旧喜扇 傲蚜司投?、堵不住就排”的實(shí)際處理手法。
第二類，設(shè)計(jì)規(guī)范有明確規(guī)定，對(duì)于荷載裂縫有計(jì)算公式并有嚴(yán)格的允許寬度限制。對(duì)于變形裂縫沒(méi)有計(jì)算規(guī)定，只按規(guī)范留伸縮縫，即留縫就不裂的設(shè)計(jì)原則。
大量工程實(shí)踐證明，留縫與否，并不是決定結(jié)構(gòu)變形開(kāi)裂與否的唯一條件，留縫不一定不裂，不留縫不一定裂，是否開(kāi)裂與許多因素有關(guān)。我們認(rèn)為，控制裂縫應(yīng)該防患于未然，首先盡量預(yù)防有害裂縫，重點(diǎn)在防。我國(guó)結(jié)構(gòu)工程向長(zhǎng)大化、復(fù)雜化發(fā)展，砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)向C40～C60發(fā)展，設(shè)計(jì)師多注重結(jié)構(gòu)安全，而對(duì)變形裂縫控制考慮不周，這也是結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)生增多的原因之一。
（三）施工管理問(wèn)題
砼配合比設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理，水泥與外加劑是否相適應(yīng)，砂石級(jí)配及其含泥量是否符合規(guī)范要求，砼坍落度控制是否合理，這些都影響到砼的質(zhì)量及其收縮變形。
砼澆筑震搗不均勻密實(shí)，施工縫和細(xì)部處理馬虎，會(huì)帶來(lái)結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的后患；過(guò)震則使浮漿過(guò)厚，抹壓又不及時(shí)，則砼表面出現(xiàn)塑性裂縫，十分難看。
邊墻拆摸板過(guò)早（1～3d），砼水化熱正處于高峰，內(nèi)外溫差最大；砼易“感冒”開(kāi)裂。
砼養(yǎng)護(hù)十分重要，但許多施工單位忽視這一環(huán)節(jié)，尤其是墻體和柱梁的保溫保濕養(yǎng)護(hù)不到位，容易產(chǎn)生收縮裂縫。某些露天構(gòu)筑物盡管當(dāng)?shù)貪穸群艽?，但由于吹風(fēng)影響，加速了砼水分蒸發(fā)速度，亦即增加干縮速度，容易引起早期表面裂縫，風(fēng)速對(duì)水分蒸發(fā)速度的影響見(jiàn)表2。這也許是夏季比秋冬季，南方比北方出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫較多的原因。
從已建工程調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，底板養(yǎng)護(hù)較好，出現(xiàn)裂縫概率較低，而底板上外墻裂縫概率很高約占80％，這與保溫保濕養(yǎng)護(hù)不足有很大關(guān)系。
除上述技術(shù)因素外，施工管理不嚴(yán)，趕進(jìn)度，偷工減料，工人素質(zhì)差，施工馬虎等也是造成結(jié)構(gòu)裂縫的人為因素。
（四）對(duì)維護(hù)缺乏認(rèn)識(shí)
我們發(fā)現(xiàn)不少結(jié)構(gòu)是在澆筑完3～6個(gè)月，甚至在1～2年內(nèi)出現(xiàn)裂縫。除荷載問(wèn)題外，主要是環(huán)境溫度和風(fēng)速引起的收縮變形所致。有些地下室不及時(shí)復(fù)土；上部結(jié)構(gòu)不及時(shí)做好封閉；出入口長(zhǎng)期敞開(kāi)，屋面防水層破壞不及時(shí)修補(bǔ)等。這些與施工和業(yè)主對(duì)結(jié)構(gòu)維護(hù)缺乏認(rèn)識(shí)有關(guān)。鋼筋砼結(jié)構(gòu)與其他物件一樣都存在“熱脹冷縮”的特征，尤其超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)更為明顯，所以，應(yīng)重視已澆結(jié)構(gòu)的保溫保濕維護(hù)工作。
三、有害裂縫與無(wú)害裂縫
裂縫按其形狀分為表面的、貫穿的、縱向的和橫向的等等。裂縫形狀與結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)有直接關(guān)系。裂縫分為愈合、閉合、運(yùn)動(dòng)、穩(wěn)定的及不穩(wěn)定的等。例如寬度0.1～0.2mm裂縫，開(kāi)始有些滲漏，水通過(guò)裂縫同水泥結(jié)合，形成氫氧化鈣和C-S-H凝膠，經(jīng)一段時(shí)間裂縫自愈不滲了。有的裂縫在壓應(yīng)力作用下閉合了。有的裂縫在周期性溫差和周期性反復(fù)荷載作用下產(chǎn)生周期性的擴(kuò)展和閉合，稱為裂縫的運(yùn)動(dòng)，但這是穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。有些裂縫產(chǎn)生不穩(wěn)定的擴(kuò)展，視其擴(kuò)展部位，應(yīng)考慮加固措施。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)規(guī)范及有關(guān)試驗(yàn)資料，砼最大裂縫寬度的控制標(biāo)準(zhǔn)大致如下：
無(wú)侵蝕介質(zhì)無(wú)防滲要求，0.3～0.4mm。
輕微侵蝕，無(wú)防滲要求，0.2～0.3mm。
嚴(yán)重侵蝕，有防滲要求，0.1～0.2mm。
近年來(lái)地下空間的開(kāi)發(fā)利用逐漸普遍，由于功能要求，地下室往往面積大，體量大，超過(guò)設(shè)置伸縮縫的最小間距。地下室砼因裂縫導(dǎo)致滲漏水的現(xiàn)象非常嚴(yán)重，有的甚至影響到建筑物的使用功能和安全。
一、開(kāi)裂情況：
地下室側(cè)壁開(kāi)裂的情況比較多，裂縫寬度小于0.5mm、間距1—4m、長(zhǎng)度有的貫通墻壁全高，側(cè)壁兩端附近裂縫較少，中部附近較多。
裂縫往往在砼澆筑的60天之內(nèi)出現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移裂縫數(shù)量增多，部分裂縫加寬。尤其是在進(jìn)入冬季氣溫驟變的時(shí)候。
二、裂縫原因分析：
1、直接原因：
砼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，概括起來(lái)有兩類原因，一種由外荷載引起的，因結(jié)構(gòu)承載力不足而發(fā)生變形，另一種是結(jié)構(gòu)因溫差，收縮徐變，不均勻沉降等因素引起。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在工程實(shí)踐中，由后者（變形荷載）引起的裂縫約占80-85%，地下室砼裂縫大多數(shù)屬于后者。
砼在澆筑后，由于水泥的水化作用，釋放大量的水化熱，因?yàn)轫艠?gòu)件表面與構(gòu)件截面中部溫差超過(guò)25℃就引起砼內(nèi)部裂縫，構(gòu)件表面溫度和周圍空氣溫差超過(guò)25℃，就引起構(gòu)件表面裂縫。砼澆筑后溫度提高，砼初期體積有微膨脹作用，以后溫度下降體積急劇收縮。砼除了溫度收縮外，還有較大的化學(xué)收縮和干燥收縮，砼早期（10天-15天）極限拉伸很低，這造成砼的早期裂縫。因砼的收縮，較高的彈性模量和早期低徐變，會(huì)使砼內(nèi)部產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，超過(guò)砼的極限拉伸，則是造成砼后期裂縫的主要原因。
砼在澆筑一個(gè)月左右，完成收縮40%。60天內(nèi)完成收縮65%，20年后完砼收縮的98%。砼的收縮變形是一個(gè)初期大，以后逐漸減少的過(guò)程。
2、間接原因：
邊界條件如地基和側(cè)面土對(duì)砼構(gòu)件的變形約束作用，砼構(gòu)件的剛度差異，使砼變形不協(xié)調(diào)。
側(cè)壁砼澆搗時(shí)地板剛度大，受到地板的剛度約束，早期形成壓應(yīng)力，后期砼溫度下降，產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí)則出現(xiàn)裂縫。
砼變形與限制膨脹條件有關(guān)。當(dāng)氣溫上升時(shí)，地板和底板砼因?yàn)闇囟壬叨蛲馀蛎?，?cè)壁和地板相互約束，在側(cè)壁的外側(cè)形成垂直裂縫，當(dāng)?shù)匕搴晚敯迨芾涫湛s時(shí)，側(cè)壁內(nèi)側(cè)形成垂直裂縫。由于側(cè)壁在邊角部分受到的變形量比中部大，同時(shí)縱橫側(cè)壁的相互約束，因而側(cè)壁兩端附近裂縫小，中部附近裂縫多。
側(cè)壁內(nèi)有柱時(shí)，由于截面突變，剛度有差異，側(cè)壁的變形受到柱的約束，往往產(chǎn)生應(yīng)力集中，在離柱子1∽2m的墻體上易出現(xiàn)縱向收縮裂縫。
三、控制裂縫的措施
根據(jù)《砼規(guī)》，現(xiàn)澆鋼筋砼地下室墻壁最大間距為20m（室外）、30m（室內(nèi)或土中），而又同時(shí)說(shuō)明了對(duì)下列情況，如有充分依據(jù)和可靠措施，伸縮縫最大間距可適當(dāng)加大；
①砼澆筑采用后澆帶分段施工。
②采用專門的預(yù)應(yīng)力措施。
③采取能減少砼溫度變化或砼收縮的措施。
當(dāng)增大伸縮縫間距時(shí)，尚應(yīng)考慮溫度變化和砼收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
伸縮縫雖然是根本解決砼收縮裂縫的措施，也有許多缺點(diǎn)，主要是造價(jià)高，地下室不能連成整體，影響功能，伸縮縫的防水處理比較麻煩，防水效果并不理想，同時(shí)近幾年來(lái)超長(zhǎng)砼結(jié)構(gòu)的無(wú)縫設(shè)計(jì)與施工技術(shù)不斷實(shí)踐與發(fā)展，且有許多成功的工程應(yīng)用，取得良好的效益。
采取的主要措施有以下這點(diǎn)：
1、補(bǔ)償收縮砼
即在砼中滲入U(xiǎn)EA、HEA等微膨脹劑。例如用UEA膨脹劑，以10~20%等量取代水泥，拌制成補(bǔ)償收縮砼，其限制膨脹率ξ2=0.02~0.05%，按公式α=µESξ2，可在砼中建立0.2~0.7MPa的預(yù)壓應(yīng)力，從而抵制砼在硬化過(guò)程中全部或大部分拉應(yīng)力，以砼的膨脹值減去砼的最終收縮值的差值大于或等于砼的極限拉伸即可控制裂縫:ξ2–Sm≧ξp,使砼結(jié)構(gòu)不裂。
2、膨脹帶
由于砼中膨脹劑的膨脹變形不會(huì)與砼的早期收縮變形完全補(bǔ)償，為了實(shí)現(xiàn)砼連續(xù)澆注無(wú)縫施工而設(shè)置的補(bǔ)償收縮砼帶，根據(jù)一些工程實(shí)踐，一般超過(guò)60m設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。
膨脹帶要求設(shè)置在砼收縮應(yīng)力發(fā)生最大部位，一般地板和側(cè)墻長(zhǎng)度方向的中間位置。對(duì)于超過(guò)普通砼伸縮縫設(shè)置間距的超長(zhǎng)砼結(jié)構(gòu)，要進(jìn)行連續(xù)無(wú)縫施工可設(shè)置多條膨脹加強(qiáng)帶。
作用：①膨脹加強(qiáng)帶砼的設(shè)計(jì)強(qiáng)度常比相鄰的砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高5MPa-10MPa，從而提高膨脹加強(qiáng)帶砼的抗拉強(qiáng)度，防止砼在此部位開(kāi)裂。
②膨脹帶內(nèi)砼的膨脹劑應(yīng)比帶外其它砼摻量高一點(diǎn)，產(chǎn)生較大膨脹，而兩側(cè)砼的膨脹率較小，形成中部大兩邊小的膨脹區(qū)，從而補(bǔ)償相應(yīng)的收縮曲線，使任意長(zhǎng)度可以不設(shè)伸縮縫。
做法：膨脹加強(qiáng)帶寬2-3m，帶的兩側(cè)布置中5mm的密孔鋼絲網(wǎng)，將帶內(nèi)砼和帶外砼分開(kāi)，為的是不讓砼中石子通過(guò)，鋼絲網(wǎng)垂直布置在上下層（或內(nèi)外層）鋼筋之間，網(wǎng)兩端分別綁扎在鋼筋上。
膨脹帶內(nèi)增設(shè)10%水平溫度加強(qiáng)鋼筋。與膨脹帶方向垂直布置，兩端伸出膨脹帶2m各與上下層（內(nèi)外層）鋼筋固定，配筋直徑減小，間距加密。
由于設(shè)置膨脹帶主要是為了避免砼早期收縮變形，故膨脹帶的保留時(shí)間可為10—15天，這比傳統(tǒng)后澆帶縮短30天的工期。滿足工程連續(xù)無(wú)縫設(shè)計(jì)施工的要求。
3、后澆帶
后澆帶作為膨脹加強(qiáng)帶一樣作為砼早期短時(shí)期釋放約
束力的一種技術(shù)措施，較長(zhǎng)久性變形縫已有很大的改進(jìn)并廣泛任用。
根據(jù)文獻(xiàn)②：結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度是影響溫度應(yīng)力的因素之一，但只在一方范圍對(duì)溫度收縮應(yīng)力較為顯著，因此設(shè)置后澆帶是“先放后抗、以放為主”的主要技術(shù)措施。
后澆帶的設(shè)計(jì)做法也各不相同。尤其是帶內(nèi)鋼筋是否斷開(kāi)，有的不但鋼筋連續(xù)，還做加強(qiáng)筋連接。帶的寬度具體多少為宜各不相同，筆者認(rèn)為：
①盡量減少穿越后澆帶鋼筋的總量，以盡可能釋放砼的收縮應(yīng)力。對(duì)于樓板內(nèi)鋼筋和側(cè)壁，由于焊接或搭接施工比較方便均應(yīng)作斷開(kāi)處理。由于梁鋼筋連接焊接等施工比較困難，可以留一部分連續(xù)鋼筋，盡量切斷梁腹縱向鋼筋和梁頂縱筋截?cái)?，保留梁底鋼筋連續(xù)貫通。
②后澆帶寬度內(nèi)鋼筋抗拉剛度EAs遠(yuǎn)比后澆帶兩側(cè)砼的抗拉剛度EA小，拉伸變形將主要由后澆帶寬度范圍內(nèi)的鋼筋提供，對(duì)于鋼筋全部截?cái)嗟暮鬂矌В碚撋蠈挾葍H有100mm就可以了，為施工方便常取800-1000mm,但對(duì)于鋼筋連續(xù)的后澆帶，盡可能增大后澆帶的寬度。
③后澆帶保留時(shí)間為42~60d，一般為60d，這樣早期溫差和砼收縮完成30—50%。
④材料：用高一等級(jí)的微膨脹砼封閉，并進(jìn)行不少于15d的砼養(yǎng)護(hù)。
⑤位置：設(shè)在梁墻內(nèi)力較小位置，后澆帶間距為30~40m。后澆帶可做成企口式，在澆砼前，必須鑿毛清理干凈。
4、提高鋼筋砼的抗拉能力
砼的抗裂能力取決于砼的極限拉伸值，根據(jù)有關(guān)資料：混凝土的極限拉伸值與配筋有關(guān)。固此，砼應(yīng)考慮增加抗變形鋼筋，即增強(qiáng)對(duì)砼由于長(zhǎng)期干縮和氣溫度化引起的熱脹冷縮的抗變形能力。對(duì)于側(cè)壁，增加水平溫度筋，在砼面層起強(qiáng)化作用。選擇冷軋帶肋鋼筋，冷軋扭鋼筋，明顯增強(qiáng)砼的抗裂能力。
在墻柱連接處設(shè)水平附加筋，附加筋的長(zhǎng)度為1500∽2000mm,配筋率提高10%∽15%。
鋼筋在保持總面積不變的情況下，根據(jù)直經(jīng)小，鋼筋布置間距密的方式選擇鋼筋，能減少裂縫的最大寬度。同時(shí)也要考慮砼易于振搗密實(shí)。
《砼規(guī)》規(guī)定：地下室等與土體直接接觸的砼構(gòu)件最大裂縫寬度充許值為0.2mm。當(dāng)裂縫寬度為0.1~0.2mm，水進(jìn)入砼與水泥產(chǎn)生反應(yīng)，砼具有自愈能力。裂縫若控制在0.1mm以內(nèi)時(shí)，則所配鋼筋數(shù)量增多而不經(jīng)濟(jì)。
側(cè)壁受底板和頂板的約束，砼脹縮不一致，可在墻體中部設(shè)一道水平暗梁抵抗拉力，水平構(gòu)造筋放在豎筋的外側(cè)，有利于控制墻體裂縫的發(fā)生。
5、施工措施
①優(yōu)化砼配合比設(shè)計(jì)：通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)選合適的外加劑和摻合料，適當(dāng)降低水灰比和減少水泥用量，選用水化熱低的礦渣硅酸鹽水泥，選用優(yōu)質(zhì)粉煤灰，砂和石含泥量要小，級(jí)配良好。
②砼應(yīng)嚴(yán)格振搗密實(shí)，提高砼密實(shí)度。
③落實(shí)好砼澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施，盡量做好保濕保溫養(yǎng)護(hù)，既可使砼初期獲得更高的強(qiáng)度，還可減少砼的溫度應(yīng)力與收縮應(yīng)力，養(yǎng)護(hù)時(shí)間在14d以上。
④降低室外溫差的影響。夏季施工時(shí)應(yīng)盡量避免在烈日下澆筑樓板砼。降低砼的入模溫度。地板墊層上干鋪油氈作滑動(dòng)層。地下室四周土要及時(shí)回填，且應(yīng)分層夯實(shí)，既加強(qiáng)地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位，又可盡快避免室外溫度變化對(duì)側(cè)壁的影響。
四、工程實(shí)例
廣州某住宅小區(qū)，地上為10棟6層的住宅，地下由一層地下室連成一個(gè)整體，長(zhǎng)度150m，寬度95m，相當(dāng)于大底盤(pán)多塔樓結(jié)構(gòu)。
地下室未設(shè)伸縮縫，為了有效克服砼的收縮裂縫，在地下室鋼筋砼結(jié)構(gòu)中摻10%的HEA膨脹劑（內(nèi)摻量），做成補(bǔ)償收縮砼。
長(zhǎng)邊方向設(shè)3條后澆帶，寬度方向設(shè)2條后澆帶，后澆帶沿住宅之間的道路位置，地下室底板、頂板和側(cè)壁貫通設(shè)置。梁鋼筋連續(xù)，板和側(cè)壁鋼筋斷開(kāi)，后澆帶做成彎折線形，避免鋼筋在一條直線上斷開(kāi)，保留時(shí)間為60天，封閉前把鋼筋焊接。后澆帶寬度為1.0m。為保險(xiǎn)起見(jiàn)，預(yù)先在底板和側(cè)壁后澆帶設(shè)置止水帶和多道外防水以加強(qiáng)防水。
頂板在室外道路部分，覆土1米厚，既可鋪設(shè)設(shè)備管道，也作為頂板的保溫隔熱層。底板采用厚板形式，雙層雙向配筋。側(cè)壁厚300，C30砼，適當(dāng)加強(qiáng)了側(cè)壁水平鋼筋作為抗拉筋。采用嚴(yán)格的施工措施，加強(qiáng)振搗密實(shí)和養(yǎng)護(hù)，側(cè)壁外及時(shí)回填土并夯實(shí)，工程建成后觀測(cè)，地下室使用情況良好。
參考文獻(xiàn):
1.1溫度裂縫溫度的變化會(huì)引起材料的熱脹、冷縮，當(dāng)約束條件下溫度變形引起的溫度應(yīng)力足夠大時(shí)，墻體就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。最常見(jiàn)的裂縫是在砼平屋蓋房屋頂層兩端的墻體上，如在門窗洞邊的正八字斜裂縫，平屋頂下或屋頂圈梁下沿磚(塊)灰縫的水平裂縫等。導(dǎo)致平屋頂溫度裂縫的原因，是頂板的溫度比其下的墻體高得多，而砼頂板的線脹系數(shù)又比磚砌體大得多，故頂板和墻體間的變形差，在墻體中產(chǎn)生很大的拉力和剪力。剪應(yīng)力在墻體內(nèi)的分布為兩端大，中間小，頂層大，下部小。溫度裂縫是造成墻體早期裂縫的主要原因。這些裂縫一般經(jīng)過(guò)一個(gè)冬夏之后才逐漸穩(wěn)定，不再繼續(xù)發(fā)展。
1.2干縮裂縫燒結(jié)粘土磚，其干縮變形很小，且變形完成比較快。只要不使用新出窯的磚，一般不要考慮砌體本身的干縮變形引起的附加應(yīng)力。但對(duì)這類砌體在潮濕情況下會(huì)產(chǎn)生較大的濕脹，而且這種濕脹是不可逆的變形。對(duì)于砌塊等砌體，隨著含水量的降低，材料會(huì)產(chǎn)生較大的干縮變形。如砼砌塊的干縮率為0.3～0.45mm/m，它相當(dāng)于25～40℃的溫度變形，可見(jiàn)干縮變形的影響很大。輕骨料塊體砌體的干縮變形更大。干縮變形的特征是早期發(fā)展比較快，如砌塊出窯后放置28d能完成50％左右的干縮變形，以后逐步變慢，幾年后材料才能停止干縮。但是干縮后的材料受濕后仍會(huì)發(fā)生膨脹，脫水后材料會(huì)再次發(fā)生干縮變形，但其干縮率有所減小，約為第一次的80％左右。這類干縮變形引起的裂縫在建筑上分布廣、數(shù)量多、裂縫的程度也比較嚴(yán)重。如房屋內(nèi)外縱墻中間對(duì)稱分布的倒八字裂縫；在建筑底部一至二層窗臺(tái)邊出現(xiàn)的斜裂縫或豎向裂縫；在大片墻面上出現(xiàn)的底部重、上部較輕的豎向裂縫。另外不同材料和構(gòu)件的差異變形也會(huì)導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。如樓板錯(cuò)層處或高低層連接處常出現(xiàn)的裂縫，框架填充墻或柱間墻因不同材料的差異變形出現(xiàn)的裂縫。
2裂縫的危害和防裂的迫切性
砌體屬于脆性材料，裂縫的存在降低了墻體的質(zhì)量，如整體性、耐久性和抗震性能，同時(shí)墻體的裂縫給居住者在感觀上和心理上造成不良影響。它已成為住戶評(píng)判建筑物安全的一個(gè)非常直觀、敏感和首要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)，已成為國(guó)家行政主管部門、建筑公司及房屋開(kāi)發(fā)商共同關(guān)注的課題。
3現(xiàn)有產(chǎn)生裂縫的原因
3.1設(shè)計(jì)者重視強(qiáng)度設(shè)計(jì)而忽略抗裂構(gòu)造措施設(shè)計(jì)者一般認(rèn)為多層砌體房屋比較簡(jiǎn)單，在強(qiáng)度方面作必要的計(jì)算后，針對(duì)構(gòu)造措施，引用標(biāo)準(zhǔn)圖集，很少單獨(dú)提出有關(guān)防裂要求和措施。
3.2我國(guó)《砌體規(guī)范》抗裂措施的局限性我認(rèn)為這是最為重要的原因?！镀鲶w規(guī)范》GBJ3－88的抗裂措施主要有兩條，一是第5.3.1條：對(duì)鋼筋砼屋蓋的溫度變化和砌體的干縮變形引起的墻體開(kāi)裂，可采取設(shè)置保溫層或隔熱層；采用有檁屋蓋或瓦材屋蓋；控制硅酸鹽磚和砌塊出廠到砌筑的時(shí)間和防止雨淋。二是第5.3.2條：防止房屋在正常使用條件下，由溫差和墻體干縮引起的墻體豎向裂縫，應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫。
由此可見(jiàn)，《砌體規(guī)范》的抗裂措施，如溫度區(qū)段限值，主要是針對(duì)干縮小、塊體小的粘土磚砌體結(jié)構(gòu)的，而對(duì)干縮大、塊體尺寸比粘土磚大得多的砼砌塊和硅酸鹽砌體房屋，基本是不適用的。因?yàn)槿绻凑枕牌鰤K、硅酸鹽塊體砌體的干縮率0.2～0.4mm/m，無(wú)筋砌體的溫度區(qū)段不能越過(guò)10m；對(duì)配筋砌體也不能大于30m。在這方面，國(guó)外已有比較成熟的預(yù)防和控制墻體開(kāi)裂的經(jīng)驗(yàn)，值得借鑒：一是在較長(zhǎng)的墻上設(shè)置控制縫，這種控制縫和我國(guó)的雙墻伸縮縫不同，而是在單墻上設(shè)置的縫。該縫的構(gòu)造既能允許建筑物墻體的伸縮變形，又能隔聲和防風(fēng)雨，當(dāng)需要承受平面外水平力時(shí)，可通過(guò)設(shè)置附加鋼筋達(dá)到。這種控制縫的間距要比我國(guó)規(guī)范的伸縮縫區(qū)段小得多。二是在砌體中根據(jù)材料的干縮性能，配置一定數(shù)量的抗裂鋼筋，其配筋率各國(guó)不盡相同，從0.03％～0.2％或?qū)⑵鲶w設(shè)計(jì)成配筋砌體，如美國(guó)配筋砌體的最小含鋼率為0.07％，該配筋率又抗裂，又能保證砌體具有一定的延性。
4防止墻體開(kāi)裂的具體構(gòu)造措施建議
4.1防止混凝土屋蓋的溫度變化與砌體的干縮變形引起的墻體開(kāi)裂，宜采取下列措施：
4.1.1屋蓋上設(shè)置保溫層或隔熱層；
4.1.2在屋蓋的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距不大于30m；
4.1.3當(dāng)采用現(xiàn)澆混凝土挑檐的長(zhǎng)度大于12m時(shí)，宜設(shè)置分隔縫，分隔縫的寬度不應(yīng)小于20mm，縫內(nèi)用彈性油膏嵌縫；
4.1.4建筑物溫度伸縮縫的間距除應(yīng)滿足《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》BGJ3－88第5.3.2條的規(guī)定外，宜在建筑物墻體的適當(dāng)部位設(shè)置控制縫，控制縫的間距不宜大于30m。
4.2防止主要由墻體材料的干縮引起的裂縫可采用下列措施之一
4.2.1設(shè)置控制縫①控制縫的設(shè)置位置a在墻的高度突然變化處設(shè)置豎向控制縫；b在墻的厚度突然變化處設(shè)置豎向控制縫；c在不大于離相交墻或轉(zhuǎn)角墻允許接縫距離之半設(shè)置豎向控制縫；d在門、窗洞口的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置豎向控制縫；e豎向控制縫，對(duì)3層以下的房屋，應(yīng)沿房屋墻體的全高設(shè)置；對(duì)大于3層的房屋，可僅在建筑物1－2層和頂層墻體的上述位置設(shè)置；f控制縫在樓、屋蓋處可不貫通，但在該部位宜作成假縫，以控制可預(yù)料的裂縫；g控制縫作成隱式，與墻體的灰縫相一致，控制縫的寬度不大于12mm，控制縫內(nèi)應(yīng)用彈性密封材料，如聚硫化物、聚氨脂或硅樹(shù)脂等填縫。②控制縫的間距a對(duì)有規(guī)則洞口外墻不大于6mm；b對(duì)無(wú)洞墻體不大于8m及墻高的3倍；c在轉(zhuǎn)角部位，控制縫至墻轉(zhuǎn)角的距離不大于4.5m。
4.2.2設(shè)置灰縫鋼筋①在墻洞口上、下的第一道和第二道灰縫，鋼筋伸入洞口每側(cè)長(zhǎng)度不應(yīng)小于600mm；②在樓蓋標(biāo)高以上，屋蓋標(biāo)高以下的第二或第三道灰縫，和靠近墻頂?shù)牟课唬虎刍铱p鋼筋的間距不大于600mm；④灰縫鋼筋距樓、屋蓋混凝土圈梁或配筋帶的距離不小于600mm；⑤灰縫鋼筋宜采用小螺紋鋼筋焊接網(wǎng)片，網(wǎng)片的縱向鋼筋不小于25，橫筋間距不宜大于200mm；⑥對(duì)均勻配筋時(shí)含鋼率不少于0.05％；局部截面配筋，如底、頂層窗洞上下不小于38；⑦灰縫鋼筋宜通長(zhǎng)設(shè)置，當(dāng)不便通長(zhǎng)設(shè)置時(shí)，允許搭接，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于300mm；⑧灰縫鋼筋兩端應(yīng)錨人相交墻或轉(zhuǎn)角墻中，錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于300mm；⑨灰縫鋼筋應(yīng)埋人砂漿中，灰縫鋼筋砂漿保護(hù)層，上下不小于3mm，外側(cè)小于15mm，灰縫鋼筋宜進(jìn)行防腐處理；⑩當(dāng)利用灰縫鋼筋作砌體抗剪鋼筋時(shí)，其配筋量應(yīng)按計(jì)算確定，其搭接和錨固長(zhǎng)度尚不應(yīng)小于75d和300mm；不配筋的外葉墻應(yīng)設(shè)控制縫，控制縫間距不宜大于6m；設(shè)置灰縫鋼筋的房屋的控制縫的間距不宜大于30m。
4.2.3在建筑物墻體中設(shè)置配筋帶①在樓蓋處和屋蓋處；②墻體的頂部；③窗臺(tái)的下部；④配筋帶的間距不應(yīng)大于2400mm，也不宜小于800mm；⑤配筋帶的鋼筋，對(duì)190mm厚墻，不應(yīng)小于2Φ12，對(duì)250～300mm厚墻不應(yīng)小于2Φ16，當(dāng)配筋帶作為過(guò)梁時(shí)，其配筋應(yīng)按計(jì)算確定；⑥配筋帶鋼筋宜通長(zhǎng)設(shè)置，當(dāng)不能通長(zhǎng)設(shè)置時(shí)，允許搭接，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于45d和600mm；⑦配筋帶鋼筋應(yīng)彎入轉(zhuǎn)角墻處錨固，錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于35d和400mm；⑧當(dāng)鋼筋帶僅用于控制墻體裂縫時(shí)，宜在控制縫處斷開(kāi)，當(dāng)設(shè)計(jì)考慮需要通過(guò)控制縫時(shí)，宜在該處的配筋帶表面作成虛縫，以控制可預(yù)料的裂縫位置；⑨對(duì)地震設(shè)防裂度≥7度的地區(qū)，配筋帶的截面不應(yīng)小于190mm×200mm，配筋不應(yīng)小于410；⑩設(shè)置配筋帶的房屋的控制縫的間距不宜大于30m；
關(guān)鍵詞:混凝土；溫度裂縫；溫度應(yīng)力；控制措施；養(yǎng)護(hù)
Abstract: the concrete in the construction process, temperature crack is common quality problems is also facing a construction crew of the technical problems. The cracking of the temperature will influence the structure performance, serious when still can affect the safety of the structure is used. Therefore, this paper expounds the cause of cracking of concrete temperature, analyzes the temperature stress related problems, this paper puts forward the control of the temperature cracks measures aimed at reducing the cracking of the temperature, ensure the quality of concrete.
Keywords: concrete; Temperature crack; Temperature stress; Control measures; maintenance
目前，混凝土依然是工程建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛的建筑材料。但在混凝土澆筑完后，經(jīng)常還會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多的裂縫出現(xiàn)，可以說(shuō)混凝土的裂縫問(wèn)題一直是其應(yīng)用中的質(zhì)量通病。在這些裂縫當(dāng)中，我們遇到的主要是在施工中出現(xiàn)的裂縫。引起裂縫的原因是多方面的，比如混凝土的脆性和不均勻性、配合比不合理、施工不規(guī)范等等，而其中最主要的還是由于溫度和濕度的變化，在大體積混凝土中，溫度應(yīng)力及溫度控制是影響溫度裂縫形成的關(guān)鍵，只有控制這個(gè)過(guò)程，才能有效的防治有害溫度裂縫的出現(xiàn)。所以必須從根本上分析溫度裂縫，來(lái)保證混凝土的質(zhì)量。為此，本文對(duì)混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的過(guò)程和控制措施進(jìn)行了闡述。
1 混凝土溫度裂縫的成因
混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化,混凝土的脆性和不均勻性(安定性),以及結(jié)構(gòu)不合理,原材料不合格(如堿骨料反應(yīng)),模板變形,基礎(chǔ)不均勻沉降等。
2 溫度應(yīng)力的分析
根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過(guò)程可分為以下三個(gè)階段:
1)早期:自澆筑混凝土開(kāi)始至水泥放熱基本結(jié)束,一般約30d。這個(gè)階段的兩個(gè)特征,一是水泥放出大量的水化熱,二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化,這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。
2)中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止,這個(gè)時(shí)期中,溫度應(yīng)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(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加,在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
3)晚期:混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起,這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。
根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類:
1)自生應(yīng)力:邊界上沒(méi)有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu),如果內(nèi)部溫度是非線性分布的,由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如,軋線基礎(chǔ)底板,結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大,混凝土冷卻時(shí)表面溫度低,內(nèi)部溫度高,在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力,在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。
2)約束應(yīng)力:結(jié)構(gòu)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(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。
這兩種溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。
要想根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下,需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算。混凝土的徐變使溫度應(yīng)力有相當(dāng)大的松馳,計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí),必須考慮徐變的影響,具體計(jì)算這里就不再細(xì)述。
3 溫度裂縫控制措施
為了防止裂縫,減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手?？刂茰囟鹊拇胧┤缦?
1)采用改善骨料級(jí)配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；
2)拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；
3)熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱；
4)在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水降溫；
5)規(guī)定合理的拆模時(shí)間,氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；
6)施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)采取保溫措施。
改善約束條件的措施是:
1)合理地分縫分塊；
2)避免基礎(chǔ)過(guò)大起伏；
3)合理的安排施工工序,避免過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露；
此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止表面干縮,特別是保證混凝土的質(zhì)量對(duì)防止裂縫是十分重要,應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫,出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的,因此,施工中應(yīng)以預(yù)防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。
在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉(zhuǎn)率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應(yīng)力,出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高,此時(shí)拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應(yīng)力,與水化熱應(yīng)力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值,就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn),但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海棉等,對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力,具有顯著的效果。
加筋對(duì)大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小,因?yàn)榇篌w積混凝土的含筋率極低。只是對(duì)一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下,鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的,而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無(wú)關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小,在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7～15倍,當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開(kāi)裂時(shí),鋼筋的應(yīng)力將不超過(guò)100～200kg/cm2。因此,在混凝土中想要利用鋼筋來(lái)防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí),對(duì)提高混凝土抗裂性的效果較好?；炷梁弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的表面常常會(huì)發(fā)生細(xì)而淺的裂縫,其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺,但它對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。
為保證混凝土工程質(zhì)量,防止開(kāi)裂,提高混凝土的耐久性,正確使用外加劑也是減少開(kāi)裂的措施之一。例如使用減水防裂劑,筆者在實(shí)踐中總結(jié)出其主要作用為:
1)混凝土中存在大量毛細(xì)孔道,水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力,使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力,但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。這個(gè)表面張力理論早在六十年代就已被國(guó)際上所確認(rèn)。
2)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素,使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。
3)水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素,摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15%的水泥用量,其體積用增加骨料用量來(lái)補(bǔ)充。
4)減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度,減少混凝土泌水,減少沉縮變形。
5)提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力,提高的混凝土抗裂性能。
6)混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度,大幅提高混凝土的抗裂性能。
7)摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,減少碳化收縮。
8)摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng),在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上,避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來(lái)的塑性收縮增加。
9)摻外加劑混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,減少水分蒸發(fā),減少干燥收縮。
許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能,我們?cè)诠こ虒?shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對(duì)比和研究,比單純的靠改善外部條件,可能會(huì)更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。
4 混凝土的早期養(yǎng)護(hù)
實(shí)踐證明,混凝土常見(jiàn)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,混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā),保溫應(yīng)達(dá)到下述要求:
1)防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度,防止表面裂縫。
2)防止混凝土超冷,應(yīng)該盡量設(shè)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。
3)防止老混凝土過(guò)冷,以減少新老混凝土間的約束。
混凝土的早期養(yǎng)護(hù),主要目的在于保持適宜的溫濕條件,以達(dá)到兩個(gè)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(jìn)行,以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。
適宜的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的。混凝上的保溫措施常常也有保濕的效果。
從理論上分析,新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失,從而推遲或防礙水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期,在施工中應(yīng)切實(shí)重視起來(lái),最好是用塑料薄膜進(jìn)行包裹養(yǎng)護(hù),如果進(jìn)入冬季施工,塑料薄膜上表面還應(yīng)該加蓋保溫被。
5 結(jié)束語(yǔ)
總之，通過(guò)控制溫度和改善約束條件，并在材料選擇、施工工藝、以及后期的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中能夠充分考慮各種因素的影響，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，混凝土溫度裂縫還是可以有效控制的。筆者相信，隨著工程技術(shù)的不斷發(fā)展，新的施工工藝、新材料的不斷出現(xiàn),一定會(huì)有更加先進(jìn)的溫度裂縫控制措施出現(xiàn)。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建設(shè)工程方面也得到一定的進(jìn)步。為了滿足結(jié)構(gòu)上的需要，大體積砼施工越來(lái)越廣泛的得以應(yīng)用。但是在施工中會(huì)因?yàn)闇囟葐?wèn)題導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫，砼的裂縫不僅影響著砼的外觀質(zhì)量，更影響著砼的耐久性以及結(jié)構(gòu)的安全，因此，清楚砼裂縫產(chǎn)生的原因并制定出防治措施具有十分重要意義。
一、大體積砼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
大體積砼結(jié)構(gòu)體積較大，其內(nèi)部水泥水化熱散發(fā)比較困難，在外部環(huán)境影響以及砼結(jié)構(gòu)內(nèi)部影響下，很容易產(chǎn)生溫度裂縫。大體積砼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)如下：
（一）脆性較強(qiáng)：砼結(jié)構(gòu)所使用的砼材料是脆性材料，其有著較大的抗壓強(qiáng)度，但抗拉強(qiáng)度較弱，能夠拉伸產(chǎn)生的變形很小，因此一旦受到內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生拉伸時(shí)，其很難通過(guò)拉伸來(lái)緩解應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂縫。
（二）產(chǎn)生的應(yīng)力較大：大體積砼結(jié)構(gòu)斷面的尺寸一般較大，在砼結(jié)構(gòu)澆筑后，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，致使內(nèi)部溫度上升，產(chǎn)生的拉應(yīng)力較大。
（三）受環(huán)境影響較大：大體積砼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期暴露在外部環(huán)境中，環(huán)境溫度的變化也會(huì)導(dǎo)致砼結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。
二、大體積砼溫度裂縫產(chǎn)生的原因
砼會(huì)因?yàn)闇囟鹊纳吆徒档投a(chǎn)生相應(yīng)的體積變化，而當(dāng)砼的收縮受到了限制和約束時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)一定的拉力。這種拉力一旦超過(guò)了砼本身的承受能力，那么將會(huì)導(dǎo)致砼出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。大體積砼溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因包含了以下幾點(diǎn)。
（一）水泥的水化熱
大體積砼由于水泥水化時(shí)會(huì)放出大量的水化熱，而砼自身體積較厚，表面直接和空氣接觸，散熱條件較好，熱量可以向大氣中散發(fā)，表面溫度上升較少。砼自身導(dǎo)熱性較差，水泥水化熱積聚在砼內(nèi)部不易散發(fā)，溫度會(huì)上升較多這樣就會(huì)形成外低內(nèi)高的溫差，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，若溫度應(yīng)力超過(guò)砼的抗拉強(qiáng)度，砼就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
（二）內(nèi)外約束條件
基礎(chǔ)砼一般與地基整體澆筑在一起，當(dāng)溫度變化時(shí)，由于外部約束和內(nèi)部約束的存在，砼不能自由變形。砼澆筑之后早期溫度上升時(shí)，產(chǎn)生的膨脹變形受到地基土約束面產(chǎn)生壓應(yīng)力，此時(shí)砼的彈性模量很小，徐變和應(yīng)力松弛卻較大，與基層連接也不太牢固，從而壓應(yīng)力較小。砼表面溫度下降較快，受溫差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和內(nèi)部約束的影響，砼表面會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。因此，降低砼內(nèi)外溫差和改善約束條件，是防止砼產(chǎn)生裂縫的重要措施。
（三）外界氣溫引起的變化
砼在澆筑過(guò)程中產(chǎn)生的溫度與外界氣溫的變化有著直接的關(guān)系，澆筑產(chǎn)生的溫度同時(shí)也影響砼內(nèi)部溫度。當(dāng)大體積砼遭受到溫度的快速變化時(shí)，會(huì)給砼內(nèi)部造成較為明顯的影響。例如在冬季，過(guò)早的拆模，那么一旦遭遇到了嚴(yán)寒的侵襲，就會(huì)導(dǎo)致砼的表面溫度發(fā)生快速變化，收縮十分明顯。這種情況下砼會(huì)受到很大的拉應(yīng)力，如果砼不能抵抗這種拉應(yīng)力，就會(huì)形成裂縫。但這種裂縫的出現(xiàn)通常只在表面較淺的位置上，因此，不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的影響。
三、大體積砼施工的溫度裂縫控制措施
（一）科學(xué)選用材料，適當(dāng)使用外加劑
1、科學(xué)選用水泥。優(yōu)先選擇中低水化熱硅酸鹽水泥或低水化熱礦渣硅酸鹽水泥，如復(fù)合水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等優(yōu)質(zhì)水泥，有利于降低砼溫度梯度。
2、骨料控制。細(xì)骨料宜采用細(xì)度模數(shù)大于2.3的中砂，含泥量不應(yīng)大于3%。粗骨料宜選用連續(xù)級(jí)配，粒徑5～31.5mm，含泥量不應(yīng)大于1%。一方面應(yīng)盡量使用高強(qiáng)度骨料，另一方面砂率和坍落度應(yīng)盡量選用較小數(shù)值，以減小孔隙率，避免裂縫產(chǎn)生[2]。
3、摻合料與外加劑。第一，可適當(dāng)?shù)脑陧胖屑尤肽芙档退療岬姆勖夯?，粉煤灰除了能改善砼性能外，還能減少水泥用量，節(jié)省成本。第二，添加UEA。在水泥硬化過(guò)程中，UEA能補(bǔ)償冷縮與干縮，從而降低裂縫發(fā)生的可能性。
（二）確定砼的施工工藝
大體積砼的澆筑可以根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同采用不同的澆筑方法，如全斷面分層澆筑、分段分層澆筑、和斜面分層澆筑。砼采用分段分層澆筑時(shí)，每段澆筑高度應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、鋼筋疏密程度決定，砼澆注層厚度應(yīng)根據(jù)所選用振搗器的作用深度及砼的和易性確定。一般為振搗器作用半徑的1.25倍，但厚度不宜大于500mm。在前層砼初凝之前將次層砼澆筑完畢。每澆筑一層砼都應(yīng)及時(shí)均勻振搗，保證砼的密實(shí)[3]。預(yù)埋冷水管，用循環(huán)水降低大體積砼的溫度，進(jìn)行人工導(dǎo)熱，降低溫差。大體積砼澆筑過(guò)程中，應(yīng)采取防止鋼筋、埋件等的位移和變形措施，并應(yīng)及時(shí)清除砼表面的泌水，在砼初凝前進(jìn)行二次抹壓處理，減少干縮裂縫的出現(xiàn)。
（三）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)
對(duì)大體積砼進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作是工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。應(yīng)保持大體積砼的溫度和濕度適宜，并控制溫差的產(chǎn)生，是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。當(dāng)大體積砼澆筑兩個(gè)小時(shí)以后，應(yīng)使用塑料膜來(lái)對(duì)表面進(jìn)行覆蓋，以便于能提升其表面的溫度，減少內(nèi)外溫差。同時(shí)，可以進(jìn)行帶水養(yǎng)護(hù)工作，養(yǎng)護(hù)的時(shí)間控制在14天以上。這種方式比較適合夏季使用。冬季的時(shí)候，應(yīng)在結(jié)構(gòu)外露的部分進(jìn)行保溫材料覆蓋，以便于減緩散熱的過(guò)程，使砼的強(qiáng)度能得到提。此外，要想對(duì)大體積砼進(jìn)行溫度上的有效控制，還應(yīng)對(duì)此進(jìn)行科學(xué)方式檢測(cè)。對(duì)此，應(yīng)設(shè)置出相應(yīng)的測(cè)溫點(diǎn)，這樣一來(lái)就能及時(shí)掌握溫度變化數(shù)據(jù)，提升控制的準(zhǔn)確性。
四、結(jié)語(yǔ)
大體積砼的溫度裂縫通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)、周密、科學(xué)可行的措施是可以避免的。相信大體積砼的溫度裂縫也會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、建筑施工水平的提高、建筑工人素質(zhì)的改善而變得更加容易解決。
參考文獻(xiàn)：
混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中有重要的地位。而在今天，混凝土的裂縫較為普遍，盡管我們?cè)谑┕ぶ胁扇「鞣N措施，小心謹(jǐn)慎，但裂縫仍然時(shí)有出現(xiàn)。因此僅對(duì)施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和處理措施進(jìn)一步探討。
一、裂縫的原因
混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是1混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化或水泥化熱使混凝土溫度發(fā)生變化時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生溫度變形。眾所周知，建筑工地物中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件往往受到各種約束，在溫度變形和約束的共同作用下，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗裂強(qiáng)度時(shí)，就產(chǎn)生裂縫。2鋼筋混凝土受熱后，物理力學(xué)性能惡化，軸心抗壓，彎曲抗壓或抗拉強(qiáng)度隨受熱溫度的提高而下降?；炷潦軣岷?，因游離水蒸發(fā)和水泥結(jié)石脫水收縮而形成裂縫，鋼筋與混凝土的粘結(jié)力也隨之下降，這種現(xiàn)象在光圓鋼筋中尤為明顯。
二、溫度應(yīng)力的分析
1、根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過(guò)程可分為以下三個(gè)階段
（1）早期：自澆筑混凝土開(kāi)始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。
（2）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)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(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。
（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相加。
2、根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類
（1）自生應(yīng)力：邊界沒(méi)有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力?；炷晾鋮s時(shí)表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)的溫度應(yīng)力?；炷晾鋮s時(shí)表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。
（2）約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)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(yīng)力共同作用。要想根據(jù)已知的溫度準(zhǔn)確分析出溫度的應(yīng)力的分布、大小是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗(yàn)或數(shù)值計(jì)算。混凝土的徐變使溫度應(yīng)力有相當(dāng)大的松馳，計(jì)算溫度應(yīng)力時(shí)，必須考慮徐變的影響，具體計(jì)算這里就不再細(xì)述。
三、溫度的控制和防止裂縫的措施
為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。
1、控制溫度
控制溫度的措施如下：（1）采用改善集料級(jí)配，摻用摻合料，外加劑和降低混凝土坍落度等綜合措施，合理的減少單位水泥用量，并盡量選用水化熱低的水泥；（2）混凝土拌合時(shí)，可采用低溫水、加冰等降溫；（3）粗集料預(yù)冷可采用風(fēng)冷法、浸水法、噴灑冷水法；（4）在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫；（5）降低混凝土澆筑溫度，減少水化熱溫升；（6）加強(qiáng)混凝土原材料、澆筑溫度及內(nèi)務(wù)部溫度的監(jiān)測(cè)。
2、改善約束條件
改善約束條件的措施是：（1）混凝土澆筑的分段、分縫、分塊高度及澆筑間歇時(shí)間；（2）基礎(chǔ)過(guò)大起伏；（3）合理的安排施工工序，避免過(guò)大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露；
為保證混凝土工程質(zhì)量，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開(kāi)裂的措施之一。例如使用減水防裂劑等。（1）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。（2）減水防裂劑可以發(fā)送水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。（3）提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高混凝土抗裂性能。（4）混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。（5）摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。（6）摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮。
四、混凝土的早期養(yǎng)護(hù)
實(shí)踐證明，混凝土常見(jiàn)的裂縫，大多數(shù)是不同嘗試的表面裂縫，其主要原因是溫度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說(shuō)混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：（1）防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面，防止表面裂縫；（2）防止混凝土超冷，應(yīng)該盡量設(shè)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；（3）防止混凝土過(guò)冷，以減少新老混凝土間的約束。
混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，主要目的在于保持適宜的溫濕條件以達(dá)到兩個(gè)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(jìn)行，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。
適宜的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的?；炷恋谋卮胧┏３Ｒ灿斜竦男Ч?。從理論上分析，混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期，在施工中應(yīng)切實(shí)重視起來(lái)。
2采用高性能混凝土施工技術(shù)
本工程混凝土最大輸送距離達(dá)300m，最大輸送高度為60m，為滿足泵送混凝土和體育場(chǎng)復(fù)雜特殊造型的施工要求，我們大量采用了高性能混凝土施工技術(shù)。在體育場(chǎng)北區(qū)配置了l臺(tái)意大利進(jìn)口的大型現(xiàn)代化攪拌站，產(chǎn)量為90m’／h；南區(qū)配置了自動(dòng)上料和自動(dòng)稱量系統(tǒng)的混凝土攪拌站2座，產(chǎn)量為30~50m3／h。針對(duì)本工程的需要，配制高性能混凝土?xí)r為了優(yōu)選原材料和配合比，我們應(yīng)用“雙摻”技術(shù)，除提高混凝土的可泵性外，還有意識(shí)地預(yù)先通過(guò)試驗(yàn)確定低收縮率的混凝土配合比，同時(shí)減少水泥用量，降低混凝土的水化熱和改善其收縮性能。
2．1優(yōu)選原材料
選用優(yōu)質(zhì)的原材料，如底板施工中采用連續(xù)級(jí)配骨料，增大混凝土的密實(shí)度。嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)和人泵坍落度，隨不同施工階段的設(shè)計(jì)要求與天氣變化情況跟蹤調(diào)整配合比，詳見(jiàn)表1。
2．2采用“雙摻技術(shù)
在本工程施工中，地下室底板使用KFDN-SP8外加劑，看臺(tái)樓層等混凝土結(jié)構(gòu)根據(jù)具體情況，選用HPM一2高效緩凝減水劑、FE—C2外加劑等，這些高效外加劑具有高減水率和良好的保塑性能。摻外加劑混凝土與基準(zhǔn)混凝土的減水效應(yīng)比較如圖1所示。
根據(jù)本工程的具體情況，我們分別選用黃埔電廠、廣州發(fā)電廠等的I級(jí)或Ⅱ級(jí)粉煤灰，采用粉煤灰這種活性的水硬性材料代替部分水泥，補(bǔ)充泵送混凝土中的細(xì)骨料，提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性和流動(dòng)性，并改善其可泵性和降低水化熱，從而提高混凝土的后期強(qiáng)度。
2．3配合比選擇
混凝土的配合比決定了混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性、和易性、坍落度、水泥用量、水化熱大小、初凝和終凝時(shí)間以及混凝土收縮率等性能指標(biāo)。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求、氣候條件，摻人粉煤灰的影響以及施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)管理狀況，采用不同技術(shù)指標(biāo)，由實(shí)驗(yàn)室試配確定。
(1)地下室底板施工階段根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，對(duì)底板混凝土提出以下指標(biāo)：①坍落度12—14cm；②初凝時(shí)間6—8h；③摻加高效減水劑，超量摻加I級(jí)粉煤灰，減少水泥用量，降低水化熱；④通過(guò)試驗(yàn)選定收縮率較小的配合比。為了確?；炷辆哂懈咝阅埽覀兲崆皩?duì)混凝土配合比進(jìn)行了大量反復(fù)多次的試驗(yàn)，取得十幾組試配數(shù)據(jù)，測(cè)試了不同配合比混凝土的收縮率及收縮與齡期的關(guān)系，并采用鋼環(huán)試驗(yàn)方法測(cè)試混凝土的長(zhǎng)期收縮情況。測(cè)定混凝土收縮率后，有意識(shí)地模擬澆筑一塊混凝土試件進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)試其溫度變化和收縮率，確定了表2的配合比，其收縮率為0．12％0，且在14d后基本上不再收縮。實(shí)踐證明，本配合比是成功的，用I級(jí)粉煤灰代替部分水泥，大大減少了水泥用量和降低了水化熱，在確定了收縮率較小的配比后，據(jù)此收縮率確定底板分塊的最大長(zhǎng)度為45m，相鄰塊之間混凝土澆筑的時(shí)間間隔為14d。
(2)看臺(tái)樓層選擇不同的水泥和多種外加劑進(jìn)行配合比試驗(yàn)研究，對(duì)外加劑的適應(yīng)性進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，得出針對(duì)不同階段和不同施工部位的優(yōu)化配合比。北區(qū)采用深圳產(chǎn)FE—C2外加劑摻量為1．6％，黃埔電廠的Ⅱ級(jí)粉煤灰摻量為22％，既滿足了混凝土的強(qiáng)度要求，又具有良好的可泵性和經(jīng)濟(jì)性。南區(qū)采用HPM一2高效緩凝減水劑和黃埔電廠的Ⅱ級(jí)粉煤灰得出的配合比，即：水泥：混合材：砂：石：水：外加劑=l：0．23：2．17：3．20：0．53：0．016，水泥、砂、石、水、粉煤灰、外加劑用量分別為332，722，1063，176，77，5．28~m3，水膠比0．44％，含砂率40．4％，坍落度145mm，質(zhì)量密度2370kg／／m3，初凝n,-Jl''''~q5—8h，終凝時(shí)間8—10h。
近年來(lái)，隨著科技水平的不斷提升，我國(guó)建筑工程質(zhì)量總體水平有了較大提高，但存在的問(wèn)題仍然不少。在施工中由于各種因素的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的質(zhì)量問(wèn)題，甚至造成質(zhì)量事故，產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。而在眾多的質(zhì)量事故中，溫度變化引起的裂縫是一種典型的質(zhì)量問(wèn)題。因此，探討質(zhì)量控制措施與如何防治溫變裂縫的產(chǎn)生，對(duì)于保證建筑工程建筑物的質(zhì)量有著重要意義。
一、建筑結(jié)構(gòu)件工程中溫度變化引起裂縫的主要原因
1、建筑結(jié)構(gòu)件隨著溫度的變化而產(chǎn)生變形，即通常所說(shuō)的熱脹冷縮。當(dāng)變形受到約束時(shí)，便產(chǎn)生了裂縫，約束的程度越大，裂縫就越寬。
2、水泥和水所引起化學(xué)反應(yīng)引起裂縫。大體積混凝土開(kāi)列的主要原因之一，是由于混凝土在硬化過(guò)程中，水泥和水起化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的水化熱引起混凝土的溫度上升，如果熱量不能很快散失，內(nèi)部和外部溫差過(guò)大，就將產(chǎn)生溫度應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部受壓，外部受拉?；炷猎谟不跗?，只有很低的抗拉強(qiáng)度，如果由內(nèi)外溫度差引起的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土早期抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就要產(chǎn)生裂縫。
3、構(gòu)件硬化成型后，在使用中，如果溫度較大，構(gòu)件內(nèi)部溫度梯度就極大，也會(huì)引起構(gòu)件開(kāi)裂。
4、建筑結(jié)構(gòu)件澆筑、養(yǎng)護(hù)及拆模過(guò)程中采用不當(dāng)?shù)氖┕し椒ǎ瑥亩觿囟茸兓a(chǎn)生裂縫。
二、建筑結(jié)構(gòu)件工程質(zhì)量控制的一般措施
1、組織措施
組建項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu)，配置滿足工作需要的監(jiān)理人員，并在約定的時(shí)間內(nèi)，總監(jiān)理工程師及其他監(jiān)理人員派駐工地。建立現(xiàn)代企業(yè)制度，建立和健全質(zhì)量控制體系，加強(qiáng)內(nèi)部管理，對(duì)監(jiān)理人員進(jìn)行技術(shù)管理培訓(xùn)，建立考核獎(jiǎng)懲制度。確定監(jiān)理機(jī)構(gòu)各部門職責(zé)分工及各級(jí)監(jiān)理人員權(quán)限，并報(bào)送發(fā)包人和通知承包人。組織第一次工地會(huì)議，監(jiān)理例會(huì)、監(jiān)理專題會(huì)議和編寫(xiě)會(huì)議記錄分發(fā)與會(huì)各方，保障工程質(zhì)量，要求或建議承包人組織一定數(shù)量高素質(zhì)的民工參與建設(shè)，督促承包人做好生活后勤工作，保障工地人員健康專注地投入施工。建議或要求必包人提供便利的施工條件，確?？刂乒こ藤|(zhì)量。
2、管理措施
健全技術(shù)文件審核、審批制度。根據(jù)施工合同約定，由雙方提交的施工技術(shù)圖紙以及由承包人提交的施工組織設(shè)計(jì)及施工計(jì)劃、施工進(jìn)度計(jì)劃等文件應(yīng)經(jīng)過(guò)監(jiān)理機(jī)構(gòu)核查、審核、審批。督促承包商嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、施工規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，工作的各種商洽必須經(jīng)有關(guān)監(jiān)理工程師簽字后方可實(shí)施。審查主要材料、設(shè)備的質(zhì)量和核定其性能，參加工程驗(yàn)收工作，參與工程質(zhì)量事故的處理。
3、經(jīng)濟(jì)措施和合同措施
嚴(yán)格質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收，嚴(yán)格按照雙方的合同實(shí)行嚴(yán)格公平、公正的獎(jiǎng)懲措施。對(duì)經(jīng)驗(yàn)收不合格的工場(chǎng)部位拒付工程款。
三、建筑結(jié)構(gòu)件工程中溫變裂縫質(zhì)量控制的主要技術(shù)措施
1、預(yù)防熱脹冷縮的措施：（1）撤去約束，允許自由的產(chǎn)生變形；（2）設(shè)置伸縮縫。
2、防止化學(xué)反應(yīng)引起裂縫產(chǎn)生的措施是：（1）盡量選用低熱或中熱降低泥礦渣水泥、粉煤灰水泥；（2）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在450kg/m2以下；（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.60以下；（4）改善骨科級(jí)配，摻加粉煤灰或高效減少水劑等來(lái)減少水泥用量，降低水化熱；（5）改善混凝土的攪拌工藝，采用”二次風(fēng)冷“新工藝降低混凝土的澆筑溫度；（6）在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌和物的流動(dòng)性、保水性，降低水熱化，推遲熱峰出現(xiàn)的時(shí)間；（7）合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束；（8）在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻管道，通過(guò)冷水或冷氣冷卻，減小混凝土的內(nèi)部溫差；（9）加強(qiáng)混凝土溫度的監(jiān)控，及時(shí)采取冷卻保護(hù)措施；(10)、加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，混凝土澆筑后，及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋，并灑水養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，保證混凝土表現(xiàn)緩慢冷卻，在寒冷季節(jié)，混凝土兩面必須采取保溫措施，以防寒潮襲擊。
3、預(yù)防產(chǎn)生比類裂縫的措施是：采用隔熱(或保溫)措施，盡量減少構(gòu)件內(nèi)部溫度梯度，在配筋時(shí)應(yīng)考慮溫度力的影響。
4、預(yù)防結(jié)構(gòu)件澆筑及養(yǎng)護(hù)過(guò)程產(chǎn)生裂縫的措施：
(1)針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)件伸縮較大的特點(diǎn),澆筑混凝土?xí)r每隔30m左右設(shè)置后澆帶。(2)澆筑中,下落高度不超過(guò)1.5m,混凝土不得成堆,及時(shí)出料、及時(shí)成活,以免產(chǎn)生離析現(xiàn)象,使得現(xiàn)澆板配料不均;嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行施工,選擇熟練的混凝土振搗工人,掌握好振搗時(shí)間,以保證混凝土振搗均勻、密實(shí),避免漏振、欠振,并做好混凝土施工記錄。(3) 建筑結(jié)構(gòu)件混凝土澆筑成型后,應(yīng)及時(shí)覆蓋塑料薄膜,避免水分蒸發(fā);澆筑1h~2h后對(duì)混凝土二次振搗,以消除收縮裂紋及表面泌水,2h~3h后進(jìn)行二次壓面,并適時(shí)用木抹子磨平搓毛2遍以上。(4) 建筑結(jié)構(gòu)件混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d,對(duì)有抗?jié)B要求的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d;留置混凝土同條件試塊,并設(shè)專人檢測(cè)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況,在其強(qiáng)度未達(dá)到1.2Mpa時(shí),不得在其上踩踏或安裝模板及支架。(5)嚴(yán)格按照GB50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中的強(qiáng)度要求確定模板拆除時(shí)間,拆模時(shí)要輕拿輕放,不得對(duì)樓層形成沖擊荷載,拆除的模板和支架要分散堆放并及時(shí)清運(yùn)。
四、建筑結(jié)構(gòu)件工程質(zhì)量控制的保證措施
1、質(zhì)量的事前控制
審核由發(fā)包人提供的各種工程資料。檢查場(chǎng)內(nèi)道路、供水、供電等施工輔助設(shè)施的準(zhǔn)備。審核承包人中標(biāo)后的施工組織設(shè)計(jì)、施工措施計(jì)劃等技術(shù)文件。明確質(zhì)量要求，掌握和熟悉質(zhì)量控制的技術(shù)依據(jù)。參與承包人對(duì)發(fā)包人提供的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)核情況，并督促承包人在此基礎(chǔ)上完成施工測(cè)量控制網(wǎng)的布設(shè)及施工區(qū)原地形圖的測(cè)繪。嚴(yán)格審核工程開(kāi)工應(yīng)具備的各項(xiàng)條件，并審批開(kāi)工申請(qǐng)。
2、質(zhì)量的事中控制
施工工藝過(guò)程質(zhì)量控制，采用現(xiàn)場(chǎng)檢查、查閱施工記錄以及材料和構(gòu)配件、監(jiān)督試驗(yàn)、見(jiàn)證取樣，按照旁站方案進(jìn)行旁站、及時(shí)對(duì)承包人可能影響工程質(zhì)量的施工方法以及各種違章作業(yè)行為發(fā)出調(diào)整、制止、整頓直至停止施工批示。發(fā)現(xiàn)承包人使用的材料、構(gòu)配件、工程設(shè)備等原因可能導(dǎo)致工程質(zhì)量不合格或千萬(wàn)事故時(shí)，要求承包人采取措施糾正。發(fā)現(xiàn)施工環(huán)境可能影響工程質(zhì)量時(shí)，應(yīng)批示承包人采取有效的防范措施。堅(jiān)持上道工序不檢查不準(zhǔn)進(jìn)行下道工序的原則。上道工序完成后，先由施工單位進(jìn)行自檢、專職檢，認(rèn)為合格后再通知現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師或其他代表到現(xiàn)場(chǎng)會(huì)同檢驗(yàn)。檢驗(yàn)合格后簽署認(rèn)可，方能進(jìn)行下道工序。隱蔽工程檢查驗(yàn)收，隱蔽工程完成后，先由施工單位自檢、專職檢，初難合格后填報(bào)隱蔽工程驗(yàn)收單，報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師檢查驗(yàn)收。分項(xiàng)、分部工程驗(yàn)收。應(yīng)對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，以及處理措施或遺漏問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的記錄和拍照，保存好照片等相差資料。工程質(zhì)量事故處理，質(zhì)量事故原因、責(zé)任的分析--質(zhì)量事故處理措施的研究確定及處理效果的檢查。
3、質(zhì)量的事后控制
事后嚴(yán)肅把關(guān)，對(duì)于質(zhì)量控制要點(diǎn)、要害部位或質(zhì)量有疑問(wèn)的部位進(jìn)行事后復(fù)檢。嚴(yán)格按照質(zhì)量評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)對(duì)單元、分部、單位工程組織驗(yàn)收認(rèn)證。實(shí)行質(zhì)量保證金制度，讓“制造”者跟蹤一段時(shí)間的質(zhì)量保證，完善其缺陷服務(wù)責(zé)任。在一定的時(shí)間內(nèi)，盡量讓工程在設(shè)計(jì)負(fù)載條件下運(yùn)行后，再對(duì)整個(gè)工程組織驗(yàn)收。
為了確保建筑結(jié)構(gòu)件工程質(zhì)量，工程管理者應(yīng)講究質(zhì)量控制的措施，實(shí)行事前控制與事后控制。而典型質(zhì)量問(wèn)題――溫變裂縫則應(yīng)采取具體的控制措施，以防治因裂縫產(chǎn)生質(zhì)量事故的發(fā)生。
參考文獻(xiàn):
[1]高等學(xué)校試用教材.建筑材料,1985.
中圖分類號(hào)：TU973+.254 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3198（2009）03-0287-01
1 裂縫的原因
混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格，模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。有時(shí)溫度應(yīng)力可超過(guò)其它外荷載所引起的應(yīng)力，因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。
2 應(yīng)力的分析
（1）早期：自澆筑混凝土開(kāi)始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。
（2）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)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(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。
3 根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類：
（1）自生應(yīng)力：邊界上沒(méi)有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁墩身，結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。
（2）約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)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(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。
4 溫度的控制和防止裂縫的措施
（1）采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。
（2）拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。
（3）熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。
（4）在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫。
（5）規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。
（6）施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。
在混凝土的施工中，為了提高模板的周轉(zhuǎn)率，往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高，此時(shí)拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力迭加，再加上混凝土干縮，表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值，就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn)，但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料，如泡沫海棉等，對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。
加筋對(duì)大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小，因?yàn)榇篌w積混凝土的含筋率極低。只是對(duì)一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的，而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無(wú)關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小，在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍，當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開(kāi)裂時(shí)，鋼筋的應(yīng)力將不超過(guò)100~200kg／cm2..因此，在混凝土中想要利用鋼筋來(lái)防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí)，對(duì)提高混凝土抗裂性的效果較好?；炷梁弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的表面常常會(huì)發(fā)生細(xì)而淺的裂縫，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。
5 使用外加劑也是減少開(kāi)裂的措施之一
（1）混凝土中存在大量毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力，但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。這個(gè)表面張力理論早在六十年代就已被國(guó)際上所確認(rèn)。
（2）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25％。
（3）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15％的水泥用量，其體積用增加骨料用量來(lái)補(bǔ)充。
（4）減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。
（5）提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高的混凝土抗裂性能。
（6）混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。
（7）摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。
（8）摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng)，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來(lái)的塑性收縮增加。
（9）摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮。
許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們?cè)诠こ虒?shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對(duì)比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會(huì)更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。
6 混凝土的早期養(yǎng)護(hù)
從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：
（1）防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。
（2）防止混凝土超冷，應(yīng)該盡量設(shè)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。
（3）防止老混凝土過(guò)冷，以減少新老混凝土間的約束。
混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達(dá)到兩個(gè)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(jìn)行，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。
7 結(jié)語(yǔ)
以上對(duì)混凝土的施工溫度與裂縫之間的關(guān)系進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初步探討，雖然學(xué)術(shù)界對(duì)于混凝土裂縫的成因和計(jì)算方法有不同的理論，但對(duì)于具體的預(yù)防和改善措施意見(jiàn)還是比較統(tǒng)一，同時(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問(wèn)題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。
參考文獻(xiàn)
1 裂縫的原因
混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格，模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計(jì)中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力。有時(shí)溫度應(yīng)力可超過(guò)其它外荷載所引起的應(yīng)力，因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對(duì)于進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工極為重要。
2 應(yīng)力的分析
（1）早期：自澆筑混凝土開(kāi)始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。
（2）中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時(shí)起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，溫度應(yīng)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(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。
3 根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類：
（1）自生應(yīng)力：邊界上沒(méi)有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁墩身，結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，混凝土冷卻時(shí)表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。
（2）約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)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(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護(hù)欄混凝土。
4 溫度的控制和防止裂縫的措施
（1）采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。
（2）拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。
（3）熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。
（4）在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫。
（5）規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。
（6）施工中長(zhǎng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施。
在混凝土的施工中，為了提高模板的周轉(zhuǎn)率，往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高，此時(shí)拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應(yīng)力，與水化熱應(yīng)力迭加，再加上混凝土干縮，表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值，就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn)，但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料，如泡沫海棉等，對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。
加筋對(duì)大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小，因?yàn)榇篌w積混凝土的含筋率極低。只是對(duì)一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼的各項(xiàng)性能是穩(wěn)定的，而與應(yīng)力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無(wú)關(guān)。鋼的線脹系數(shù)與混凝土線脹系數(shù)相差很小，在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內(nèi)應(yīng)力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7~15倍，當(dāng)內(nèi)混凝土應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而開(kāi)裂時(shí)，鋼筋的應(yīng)力將不超過(guò)100~200kg／cm2..因此，在混凝土中想要利用鋼筋來(lái)防止細(xì)小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細(xì)而間距密時(shí)，對(duì)提高混凝土抗裂性的效果較好?；炷梁弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的表面常常會(huì)發(fā)生細(xì)而淺的裂縫，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性仍有一定的影響。
5 使用外加劑也是減少開(kāi)裂的措施之一
（1）混凝土中存在大量毛細(xì)孔道，水蒸發(fā)后毛細(xì)管中產(chǎn)生毛細(xì)管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細(xì)孔徑可降低毛細(xì)管表面張力，但會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低。這個(gè)表面張力理論早在六十年代就已被國(guó)際上所確認(rèn)。
（2）水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25％。
（3）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強(qiáng)度的條件下可減少15％的水泥用量，其體積用增加骨料用量來(lái)補(bǔ)充。
（4）減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。
（5）提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高的混凝土抗裂性能。
（6）混凝土在收縮時(shí)受到約束產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)裂縫就會(huì)產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強(qiáng)度，大幅提高混凝土的抗裂性能。
（7）摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。
（8）摻減水防裂劑后混凝土緩凝時(shí)間適當(dāng)，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎(chǔ)上，避免因水泥長(zhǎng)期不凝而帶來(lái)的塑性收縮增加。
（9）摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮。
許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們?cè)诠こ虒?shí)踐中應(yīng)多進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)對(duì)比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會(huì)更加簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)。
6 混凝土的早期養(yǎng)護(hù)
從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：
（1）防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。
中圖分類號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)建筑業(yè)施工技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，建筑規(guī)模不斷的擴(kuò)大，大型的現(xiàn)代化施工實(shí)施、大型建筑物，以及重載的大工程與日俱增，大體積混凝土結(jié)構(gòu)因其本身的剛度大、承載性強(qiáng)、施工方便等特點(diǎn)成為了建筑公司的主要建筑材料，大體積混凝土是大型工程項(xiàng)目的主要設(shè)施和構(gòu)筑物的主體，對(duì)于混凝土在澆筑的過(guò)程中，由于受熱不均，水化熱的現(xiàn)象等，造成混凝土的體積變形，出現(xiàn)裂縫，裂縫的出現(xiàn)對(duì)于建筑物的美觀、耐久性和整體性以及結(jié)構(gòu)的承載力等都有較大的影響，因此，在建筑施工中大體積混凝土的溫控和裂縫的控制是人們倍加關(guān)注的問(wèn)題。
一、 大體積混凝土的概述
1、 大體積混凝土的定義
到目前為止，建筑行業(yè)尚沒(méi)有為大體積混凝土提出明確的定義，大體積混凝土顧名思義是尺寸較大的混凝土，美國(guó)的混凝土學(xué)會(huì)給大體積混凝土下了定義：任何現(xiàn)澆混凝土，其尺寸達(dá)到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問(wèn)題，以最大限度的減少開(kāi)裂硬性的。
2、 大體積混凝土的特點(diǎn)
大體積混凝土的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)厚實(shí)，混凝土量大，工程的條件較為復(fù)雜，一般采用的是地下現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，施工技術(shù)要求較高，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部升溫比較快，混凝土的溫差較大時(shí)，使得混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。
大體積混凝土是融合了鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)點(diǎn)，所以在我國(guó)大型的土建工程中大體積混凝土得到了普遍的使用，盡管其最大限度的減少了開(kāi)裂現(xiàn)象，但是它的開(kāi)裂問(wèn)題依然存在，因此要對(duì)大體積混凝土采用有效的措施。
二、 大體積混凝土的裂縫的分類
大體積混凝土出現(xiàn)的裂縫的主要的原因就是溫差引起的，裂縫按照深度的不同可以分為貫穿裂縫、深層裂縫和表面裂縫三種。其中貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫，它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，對(duì)于機(jī)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性有一定的破壞作用，危害較為嚴(yán)重；而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也會(huì)產(chǎn)生一定的危害；表面裂縫一般的危害是比較小的。大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫，一方面是混凝土內(nèi)部因素：由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的；另一方面是混凝土的外部因素：結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強(qiáng)度較大，但受拉力卻很小，所以溫度應(yīng)力一旦超過(guò)混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫
三、 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的最主要的原因
大體積混凝土的開(kāi)裂主要是由于溫差造成的。首先，在混凝土澆筑的初期，會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱現(xiàn)象，由于混凝土本身是熱的不良導(dǎo)體，水化熱現(xiàn)象的發(fā)生會(huì)聚集在混凝土的內(nèi)部而不會(huì)輕易的散發(fā)出來(lái)，混凝土內(nèi)部的溫度會(huì)逐漸的升高，而在混凝土的外表的溫度就是正常的大氣溫度，這樣就形成了混凝土內(nèi)外的溫度差，而在混凝土凝結(jié)的初期抗壓力比較弱，而溫差在混凝土內(nèi)部引起的拉應(yīng)力較強(qiáng)，從而導(dǎo)致了大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)；其次，在混凝土完全的凝結(jié)以后，要把外面固定混凝土的模具拆除，在拆模的前后表面的溫度會(huì)出現(xiàn)驟降的情況，這樣會(huì)出現(xiàn)溫度差，造成混凝土的開(kāi)裂；最后在混凝土內(nèi)部溫度達(dá)到最高時(shí)，由于外部還是標(biāo)準(zhǔn)的大氣溫度，因此溫度會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸的散發(fā)而達(dá)到最低的溫度，這樣和以前的最高溫度相比，在混凝土的內(nèi)部就形成了一個(gè)溫度差，造成混凝土出現(xiàn)裂縫。
四、 建筑施工中大體積混凝土的主要溫控技術(shù)
1、 合理的控制水泥水化熱溫度
合理的控制水泥水化熱的溫度是對(duì)混凝土實(shí)施溫控的一個(gè)重要技術(shù)，在水泥的選用上要盡量使用低熱或是中熱的水泥配制混凝土；在水泥中滲加粉煤灰等滲和料或是滲加減水劑等用來(lái)改善水泥的和易性、降低水泥的水灰比，從而控制水泥的塌落度，降低水化熱的現(xiàn)象；此外，在水泥和混凝土配置的過(guò)程中，預(yù)埋一個(gè)冷卻水管，通入循環(huán)冷卻水，從而降低配置好的混凝土的水化熱溫度，而在一些厚大的混凝土中，要摻入百分二十以下的塊石進(jìn)行吸熱，從而達(dá)到節(jié)省混凝土的目的。
2、降低混凝土澆筑入模的溫度
對(duì)大體積混凝土進(jìn)行澆注入模的過(guò)程中，要盡量的避開(kāi)夏季等溫度較高的天氣，而是選擇溫度較低的季節(jié)里進(jìn)行澆注混凝土，對(duì)于澆筑量不大的塊體，最好安排在下午三點(diǎn)以后或是夜間進(jìn)行；如果由于工期的限制混凝土的澆筑在夏季，要選用低溫水或是使用冰水配制混凝土，對(duì)骨料通過(guò)噴冷水經(jīng)行降溫，在運(yùn)輸中要加蓋遮陽(yáng)，從而降低混凝土拌合物的溫度。
五、 建筑施工中大體積混凝土的主要裂縫控制措施
1、 原材料選擇的控制
在原材料的購(gòu)置上采用由預(yù)制混凝土供應(yīng)商為主，項(xiàng)目部為輔的控制方式；混凝土攪拌單位應(yīng)該和項(xiàng)目部簽訂合同，嚴(yán)格的執(zhí)行相關(guān)的規(guī)范，混凝土攪拌單位應(yīng)該根據(jù)混凝土性能決定用于制造工程中混凝土的原材料，保證工程所用的一切材料、設(shè)備、設(shè)施和技術(shù)復(fù)核所規(guī)定的種類標(biāo)準(zhǔn)。
2、 加入適量的添加劑
在混凝土中加入外加劑能夠減少其收縮開(kāi)裂的次數(shù)，其中減水劑能夠起到改善混凝土的和易性、降低水灰比、提高混凝土的強(qiáng)度等作用，在混凝土中加入減水劑能夠有效的防止其開(kāi)裂的機(jī)會(huì)；引氣劑在混凝土中的主要作用是改善混凝土的和易性、可泵性，提高混凝土的耐久性，因此在混凝土中加入引氣劑能夠防止混凝土裂縫在較短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。
3、 混凝土的澆筑控制措施
對(duì)于建筑物底板的大體積混凝土采用的是斜面式分層澆筑，利用自然流淌形成的斜坡，由遠(yuǎn)到近，自上而下的逐層沿著混凝土的流淌方向進(jìn)行連續(xù)的澆筑，并且采用減小澆筑層的厚度和采用合理的澆筑順序，來(lái)加快混凝土在凝結(jié)初期的水泥水化熱的散失，進(jìn)而有效的降低混凝土中心溫度。避免混凝土因?yàn)槭軣岵痪蚴菧囟认陆颠^(guò)快而出現(xiàn)裂縫。
六、 總結(jié)
在建筑施工中，大體積混凝土的使用盡管最大限度的降低了裂縫的出現(xiàn)，但是由于混凝土的本身的特性，裂縫的出現(xiàn)依舊是無(wú)法避免的，只有對(duì)大體積混凝土在原材料的配置，澆筑，攪拌的過(guò)程中進(jìn)行合理的溫度控制，才能做到有效的降低裂縫的出現(xiàn)，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性，實(shí)現(xiàn)建筑物的使用功能。
參考文獻(xiàn)：
