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摘要：裂缝是固体材料中的某种不连续现象，在学术上属于材料的强度理论范畴，其扩展程度是材料破损程度的标志，它的存在是材料本身固有的一种物理性质。按照外观特点，混凝土裂缝有微观裂缝和宏观裂缝之分，微观裂缝（简称"微裂"）是指宽度小于0.05mm、肉眼不可见的裂缝，宽度大于等于0.05mm的裂缝则称为"宏观裂缝"，宏观裂缝是微裂扩展的结果。一般工业与民用建筑中，微裂对使用（防水、防腐、承重）大都不具有危险性，故假定仅具有微裂的结构为无裂缝结构。因此可以认为，混凝土有裂缝是绝对的，无裂缝是相对的，所谓结构的裂缝控制只是把裂缝控制在一定范围内而已，并非完全杜绝。
关键词：钢筋混凝土；温度应力；收缩裂缝；耐久性；温度变形；收缩膨胀；不均匀沉降；水灰比；坍落度
1引言
随着建筑工程施工技术的不断发展以及混凝土制备、运输设备的不断更新，建筑施工中混凝土预应力空心楼板形式逐渐被现浇楼板形式取代。然而，钢筋混凝土楼板裂缝一直是工程中普遍性的技术问题，同时也是工程界的主要研究课题，而混凝土结构的破坏甚至建筑物的倒塌，都与裂缝的形成、发展与展开有直接或间接关系。
2钢筋混凝土楼板温度收缩裂缝的生成机理
裂缝是钢筋混凝土现浇楼板施工中常见的质量问题，裂缝的形成原因是复杂的，是受多种因素综合的影响，但主要有以下两个方面的原因引起：
（1）由外荷载引起的裂缝，即按常规计算的主要应力引起的裂缝；
（2）由变形变化引起的裂缝，即结构由于温度变形、收缩膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝。
钢筋混凝土楼板温度收缩裂缝是楼板内部应力发展的结果：一方面温度变化引起应力和应变，另一方面混凝土受到自身强度和抵抗变形能力的内、外部约束，两方面共同作用是裂缝生成的根本原因。
水泥水化热是钢筋混凝土楼板发生应变的主要温度因素。楼板在凝结硬化过程中，由于水泥水化作用，在成型后的初始阶段产生大量水化热致使温度升高。由于混凝土导热性不良，相对散热较少，因此形成热量积聚，即楼板内部水化热不易散失而外部散热较快，楼板内外形成一定的温度梯度。无论温升阶段还是温降阶段，楼板中心温度总是高于表面温度。根据热胀冷缩原理，中心部分混凝土膨胀速率要比表面混凝土大。因此，在楼板中心与表面各质点间的内部约束以及楼板配筋和墙、柱、梁等结构构件的外部约束共同作用下，楼板内部产生压应力，表面产生拉应力。当温度梯度增加达到一定程度，即表面拉应力€%l(t)超过混凝土极限抗拉强度Rf(t)时，裂缝就会在楼板表面出现。
3混凝土收缩对楼板温度收缩裂缝的影响
由于结构工程施工中一般采用泵送技术，混凝土水灰比相对较大，因而混凝土收缩变形对楼板温度收缩裂缝的产生和发展有重要影响。混凝土中含有大量孔隙，这些孔隙中存在的水分对混凝土的性质影响很大。混凝土中的水分约80%将在水泥硬化时蒸发，只有约20%是水泥硬化所必需的。多余水分的蒸发令楼板体积收缩并开裂，且裂缝随龄期的增长持续发展。
有关资料表明，混凝土的最终收缩变形一般介于2~6€?0-4（mm/mm）范围内波动，有时高达10€?0-4。实际工程中混凝土的标准极限收缩一般取3.24€?0-4。计算混凝土收缩的经验公式很多，分别能在特定条件下反应一定的规律。钢筋混凝土楼板的收缩可用下式表示：
€%^y(t)=€%^y0(1-e-bt) ·M1·M2,...,Mn （1）
式中： €%^y(t)为钢筋混凝土楼板龄期t的收缩（mm/mm）。t为龄期（d）。 €%^y0为混凝土标准状态的极限收缩，取3.24€?0-4。所谓标准状态，系指采用普通硅酸盐水泥，标准磨细度，骨料为花岗岩碎石，水灰比0.4，水泥浆含量20%，混凝土机械振捣，自然硬化，试件截面寸20€?0cm（水力半径倒数r=0.2），测定收缩前湿养7d，空气相对湿度50%的状态。b为经验系数，一般取0.01，养护较差时取0.03。M1,M2,M3为非标准条件混凝土收缩修正系数。
将上述常数项代入式（1），得到收缩计算公式：
€%^y(t)= 3.24€?0-4€祝?-e-0.01t）M(2)
在钢筋混凝土楼板裂缝控制的实际工程计算中，可以将混凝土的收缩值换算成相当于引起同样变形所需要的温差，即"收缩当量温差Ty(t)"，以便计算分析混凝土的温度应力：
Ty(t) = （3）
式中： €%Z为混凝土线膨胀系数。
新型混凝土与特种混凝土的发展和研究表明，如果有意识地控制混凝土自身体积收缩，就有可能极大地改善钢筋混凝土楼板的抗裂性能。
4混凝土徐变对楼板温度收缩裂缝的影响
设楼板在龄期t1时加载，受到单向应力 €%lK(t1)，在加载的瞬间产生弹性应变 €%^K(t1) ：
€%^K(t1)=（4）
实际上由于钢筋混凝土楼板是弹性徐变体，加载后随龄期的延长应变不断增长，这部分随时间增长的应变称为徐变。
5配筋对楼板温度收缩裂缝的影响
混凝土材料结构是非匀质的，当混凝土楼板承受拉力作用时截面中各质点受力不均匀，存在大量不规则的应力集中点引起局部塑性变形。若在楼板中适当配筋，钢筋将约束混凝土塑性变形，提高楼板整体极限拉伸，限制裂缝扩展。楼板配筋率一定时，钢筋与混凝土的粘结力随钢筋表面积增加而增长，故裂缝的开展程度随着钢筋根数增加而降低。工程实践中要求对楼板适当配筋，即配筋既细又密，也正是基于提高楼板极限拉伸考虑的。反映这一关系的有如下经验公式：
€%^pa(t)=0.5Rf(1+)€?0-4·（5）
式中：€%^pa(t)为钢筋混凝土楼板龄期t的极限拉伸（mm/mm）；
Rf为混凝土标准抗拉强度（N/mm2）；
d--钢筋直径（cm）。
p--截面配筋率€?00，即p= €?00%，
其中 AS、 AC分别为钢筋和混凝土截面面积。
现浇钢筋混凝土楼板结构的纵向和横向受力钢筋如能满足构造配筋率要求，且钢筋为对称分布时可不必再增加温度筋。当遇到预留圆形或矩形孔洞，以及一些沿楼板纵向的断面突变情况时，在孔洞和变断面的转角部位，由于温度和收缩作用，会产生应力集中而导致裂缝，因此需增加温度配筋。
6混凝土材料性能对楼板温度收缩裂缝的影响
6．1水泥
一般情况下水泥的化学成分对收缩并无影响，只有当水泥组分中石膏的掺量不足时才表现出较大的收缩。楼板的收缩主要来源于混凝土中水泥水化作用。大量实验研究和工程实践证明，每m3混凝土的水泥用量增减10kg，其水化热将使混凝土温度相应升高或降低1℃。目前在高层建筑施工中，楼板混凝土强度设计值已经大为提高，提高强度等级必然增加水泥用量和水泥水化热，加剧楼板的温度收缩。
6．2骨料含量
骨料对楼板的收缩起约束作用。在净水泥浆收缩值（€%^0）一定的情况下楼板收缩值
（€%^s）取决于骨料含量V€%Z（以体积百分比计），即骨料含量越大收缩越小，并可近似使用下式表达：
€%^s=€%^0(1-Va)2（6）
在楼板施工中考虑到混凝土泵送要求，施工规范对骨料粒径和级配都做了限制。泵送混凝土砂率一般在40%以上，比普通混凝土用砂量高，石子粒径5~25mm，比普通混凝土石子粒径小。由于细骨料表面积大，其用量的增加必然增大水泥用量和用水量，增大楼板收缩。
7结束语
现浇混凝土楼板工程施工中，控制温度收缩应力，防止裂缝开展是工程技术上的一个核心问题。混凝土楼板产生温度收缩裂缝，是其内部矛盾发展的结果。矛盾的一方面是温度变化引起的应力和应变，另一方面是混凝土自身具有的抵抗变形的能力。改善混凝土成分和配合比，充分发挥混凝土的徐变特性，严格加强施工管理，限制混凝土的体积收缩，可以最大限度地避免裂缝产生。
参考文献
[1] 秦学志,周结东. 大体积混凝土施工控制措施初探[J]. 安徽建筑, 2005,(02) .
[2] 吴本华. 砖混结构现浇钢筋混凝土屋面板裂缝分析[J]. 安徽建筑, 2008,(03) .
关键词：钢筋混凝土；温度应力；收缩裂缝；耐久性；温度变形；收缩膨胀；不均匀沉降；水灰比；坍落度
1引言
随着建筑工程施工技术的不断发展以及混凝土制备、运输设备的不断更新，建筑施工中混凝土预应力空心楼板形式逐渐被现浇楼板形式取代。然而，钢筋混凝土楼板裂缝一直是工程中普遍性的技术问题，同时也是工程界的主要研究课题，而混凝土结构的破坏甚至建筑物的倒塌，都与裂缝的形成、发展与展开有直接或间接关系。
2钢筋混凝土楼板温度收缩裂缝的生成机理
裂缝是钢筋混凝土现浇楼板施工中常见的质量问题，裂缝的形成原因是复杂的，是受多种因素综合的影响，但主要有以下两个方面的原因引起：
（1）由外荷载引起的裂缝，即按常规计算的主要应力引起的裂缝；
（2）由变形变化引起的裂缝，即结构由于温度变形、收缩膨胀、不均匀沉降等因素引起的裂缝。
钢筋混凝土楼板温度收缩裂缝是楼板内部应力发展的结果：一方面温度变化引起应力和应变，另一方面混凝土受到自身强度和抵抗变形能力的内、外部约束，两方面共同作用是裂缝生成的根本原因。
水泥水化热是钢筋混凝土楼板发生应变的主要温度因素。楼板在凝结硬化过程中，由于水泥水化作用，在成型后的初始阶段产生大量水化热致使温度升高。由于混凝土导热性不良，相对散热较少，因此形成热量积聚，即楼板内部水化热不易散失而外部散热较快，楼板内外形成一定的温度梯度。无论温升阶段还是温降阶段，楼板中心温度总是高于表面温度。根据热胀冷缩原理，中心部分混凝土膨胀速率要比表面混凝土大。因此，在楼板中心与表面各质点间的内部约束以及楼板配筋和墙、柱、梁等结构构件的外部约束共同作用下，楼板内部产生压应力，表面产生拉应力。当温度梯度增加达到一定程度，即表面拉应力€%l(t)超过混凝土极限抗拉强度Rf(t)时，裂缝就会在楼板表面出现。
3混凝土收缩对楼板温度收缩裂缝的影响
由于结构工程施工中一般采用泵送技术，混凝土水灰比相对较大，因而混凝土收缩变形对楼板温度收缩裂缝的产生和发展有重要影响。混凝土中含有大量孔隙，这些孔隙中存在的水分对混凝土的性质影响很大。混凝土中的水分约80%将在水泥硬化时蒸发，只有约20%是水泥硬化所必需的。多余水分的蒸发令楼板体积收缩并开裂，且裂缝随龄期的增长持续发展。
有关资料表明，混凝土的最终收缩变形一般介于2~6€?0-4（mm/mm）范围内波动，有时高达10€?0-4。实际工程中混凝土的标准极限收缩一般取3.24€?0-4。计算混凝土收缩的经验公式很多，分别能在特定条件下反应一定的规律。钢筋混凝土楼板的收缩可用下式表示：
€%^y(t)=€%^y0(1-e-bt) ·M1·M2,...,Mn （1）
式中： €%^y(t)为钢筋混凝土楼板龄期t的收缩（mm/mm）。t为龄期（d）。 €%^y0为混凝土标准状态的极限收缩，取3.24€?0-4。所谓标准状态，系指采用普通硅酸盐水泥，标准磨细度，骨料为花岗岩碎石，水灰比0.4，水泥浆含量20%，混凝土机械振捣，自然硬化，试件截面寸20€?0cm（水力半径倒数r=0.2），测定收缩前湿养7d，空气相对湿度50%的状态。b为经验系数，一般取0.01，养护较差时取0.03。M1,M2,M3为非标准条件混凝土收缩修正系数。
将上述常数项代入式（1），得到收缩计算公式：
€%^y(t)= 3.24€?0-4€祝?-e-0.01t）M(2)
在钢筋混凝土楼板裂缝控制的实际工程计算中，可以将混凝土的收缩值换算成相当于引起同样变形所需要的温差，即"收缩当量温差Ty(t)"，以便计算分析混凝土的温度应力：
Ty(t) = （3）
式中： €%Z为混凝土线膨胀系数。
新型混凝土与特种混凝土的发展和研究表明，如果有意识地控制混凝土自身体积收缩，就有可能极大地改善钢筋混凝土楼板的抗裂性能。
4混凝土徐变对楼板温度收缩裂缝的影响
设楼板在龄期t1时加载，受到单向应力 €%lK(t1)，在加载的瞬间产生弹性应变 €%^K(t1) ：
€%^K(t1)=（4）
实际上由于钢筋混凝土楼板是弹性徐变体，加载后随龄期的延长应变不断增长，这部分随时间增长的应变称为徐变。
5配筋对楼板温度收缩裂缝的影响
混凝土材料结构是非匀质的，当混凝土楼板承受拉力作用时截面中各质点受力不均匀，存在大量不规则的应力集中点引起局部塑性变形。若在楼板中适当配筋，钢筋将约束混凝土塑性变形，提高楼板整体极限拉伸，限制裂缝扩展。楼板配筋率一定时，钢筋与混凝土的粘结力随钢筋表面积增加而增长，故裂缝的开展程度随着钢筋根数增加而降低。工程实践中要求对楼板适当配筋，即配筋既细又密，也正是基于提高楼板极限拉伸考虑的。反映这一关系的有如下经验公式：
€%^pa(t)=0.5Rf(1+)€?0-4·（5）
式中：€%^pa(t)为钢筋混凝土楼板龄期t的极限拉伸（mm/mm）；
Rf为混凝土标准抗拉强度（N/mm2）；
d--钢筋直径（cm）。
p--截面配筋率€?00，即p= €?00%，
其中 AS、 AC分别为钢筋和混凝土截面面积。
现浇钢筋混凝土楼板结构的纵向和横向受力钢筋如能满足构造配筋率要求，且钢筋为对称分布时可不必再增加温度筋。当遇到预留圆形或矩形孔洞，以及一些沿楼板纵向的断面突变情况时，在孔洞和变断面的转角部位，由于温度和收缩作用，会产生应力集中而导致裂缝，因此需增加温度配筋。
6混凝土材料性能对楼板温度收缩裂缝的影响
6．1水泥
一般情况下水泥的化学成分对收缩并无影响，只有当水泥组分中石膏的掺量不足时才表现出较大的收缩。楼板的收缩主要来源于混凝土中水泥水化作用。大量实验研究和工程实践证明，每m3混凝土的水泥用量增减10kg，其水化热将使混凝土温度相应升高或降低1℃。目前在高层建筑施工中，楼板混凝土强度设计值已经大为提高，提高强度等级必然增加水泥用量和水泥水化热，加剧楼板的温度收缩。
6．2骨料含量
骨料对楼板的收缩起约束作用。在净水泥浆收缩值（€%^0）一定的情况下楼板收缩值
（€%^s）取决于骨料含量V€%Z（以体积百分比计），即骨料含量越大收缩越小，并可近似使用下式表达：
€%^s=€%^0(1-Va)2（6）
在楼板施工中考虑到混凝土泵送要求，施工规范对骨料粒径和级配都做了限制。泵送混凝土砂率一般在40%以上，比普通混凝土用砂量高，石子粒径5~25mm，比普通混凝土石子粒径小。由于细骨料表面积大，其用量的增加必然增大水泥用量和用水量，增大楼板收缩。
7结束语
现浇混凝土楼板工程施工中，控制温度收缩应力，防止裂缝开展是工程技术上的一个核心问题。混凝土楼板产生温度收缩裂缝，是其内部矛盾发展的结果。矛盾的一方面是温度变化引起的应力和应变，另一方面是混凝土自身具有的抵抗变形的能力。改善混凝土成分和配合比，充分发挥混凝土的徐变特性，严格加强施工管理，限制混凝土的体积收缩，可以最大限度地避免裂缝产生。
参考文献
[1] 秦学志,周结东. 大体积混凝土施工控制措施初探[J]. 安徽建筑, 2005,(02) .
[2] 吴本华. 砖混结构现浇钢筋混凝土屋面板裂缝分析[J]. 安徽建筑, 2008,(03) .