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摘 要：混凝土裂缝主要是收缩变形和温度变形所致，控制这些裂缝除了广大工程建设人员在设计与施工方面采取相应措施外，也需要科研人员尽快地研制出能减少水泥收缩和水化热的高效材料，从而将裂缝问题降低到最小限度。
关键词：混凝土 裂缝 防护措施
混凝土是一种非均质不同向的多向混合材料，由粗骨料和硬化水泥浆两种主要材料构成的不规则的三维实体结构，并具有非均质、非线形和不连续的性质。在混凝土凝固过程中，水泥砂浆失水收缩变形远比粗骨料收缩变形大。此收缩变形差使粗骨料受压，砂浆受拉，从而产生应力场，这些应力场在截面上的合力为零，但局部应力可能很大，以至在骨料表面产生微观裂缝。
1混凝土裂缝产生的原因分析
收缩裂缝占混凝土非结构性裂缝中的主要部分。收缩是混凝土固有的物理特性，一般来说，水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大，则其收缩值越大，也越易产生收缩裂缝。由于施工工艺不合理，施工质量低劣，可能产生各种形式的裂缝。工程设计欠周全，也是引起混凝土梁产生裂缝的一个重要原因之一。比如说钢筋砼梁的截面不够、梁的跨度过大、高度偏小，或者由于计算错误，受力钢筋截面偏小、配筋位置不当、节点不合理、结构缝设置不妥等因素，均容易导致砼梁出现结构裂缝。温度裂缝是粗裂缝产生的重要原因，一般出现在配筋薄弱之处。梁上能够观察到的严重裂缝损害，很多都是由于温度引起的内应力和约束应力所造成的，其大小与温差有关。在浇注混凝土时，由于混凝土内外温差过大，容易引起较大的温度应力，当混凝土温度应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土即会开裂。在使用过程中，改变原来使用功能，将办公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大梁上荷载等均会出现裂缝。
2混凝土配合比对收缩性影响
2.1配合比中的骨料体积含量
混凝土配合比中骨料的体积含量对于混凝土的收缩性能有着重要影响。对于普通混凝土而言，骨料的弹模较高，它对凝胶体的收缩产生抵抗作用，对提高混凝土的抗裂性有利。一般而言，混凝土中的骨料体积达到70%时，混凝土的收缩量趋于平稳的较小值。如果在较高强度的混凝土中，水泥和掺合料的用量得不到控制，致使骨料体积含量低于68%时，混凝土的收缩值将大大增加。因此，在这样的情况下，应当选择合适的高效外加剂，最大限度地减小用水量和胶凝材料总量。
2.2配合比中的掺合料用量
目前，普通混凝土中经常使用的活性掺合料主要有粉煤灰、水淬矿渣粉和硅灰。硅灰由于比表面积很大，在混凝土拌合生产时需水量增大，其掺量一般不宜大于10%，否则，将使混凝土的收缩值急剧增加。 对于矿渣粉，有的研究报道其掺量对混凝土的收缩没有明显的影响，而有的研究结果却表明，矿渣粉的掺量宜控制在15%以下，否则将导致混凝土的较大收缩。笔者认为，由于诸多的试验研究之间，不单是矿渣粉自身的成分可能存在较大的差别，与其搭配的水泥、骨料、粉煤灰、外加剂等都可能存在较大的性能差异。因而，往往导致不同试验结果的产生。对于具体的工程，在不同的地域条件下，应当依据已有的实际试验经验进行合理的配合比设计。
对于粉煤灰，则大多数试验结果表明，当其掺量在20%～30%之间时，对于减小混凝土的收缩有利，其原因在于：粉煤灰掺量不足时，它仅仅起到了改变凝胶体毛细孔结构的作用，使混凝土收缩值增大；而当粉煤灰的掺量处于合适的范围内时（根据粉煤灰不同的性能参数，此范围应当各有差异），它在改变浆体毛细孔结构尺寸的同时，又通过与Ca（OH）2的反应修复混凝土内部形成的早期细微缺陷或堵塞了对含水量敏感的毛细孔收缩，因而对提高抗裂性有利。当粉煤灰的掺量超过一定的限度时，多余的粉煤灰不能完全参与反应，只会降低凝胶体与骨料界面的结合力，使混凝土的收缩性增大，同时对混凝土的抗碳化能力也有不利。
3混凝土裂缝的主要施工防治措施
3.1选择合适的原材料
其自身收缩是混凝土硬化过程中水泥与水发生水化反应生成新的化学物质，导致自身体积缩小。混凝土自身收缩的大小与水灰比、细掺料的活性、水泥细度等因素有关。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大；水泥细度越大，混凝土的收缩越大，且发生的收缩时间越长；水泥的选用同时还要综合考虑工程特点和气候环境及施工条件的影响进行合理选择，特别是有抗渗要求、快硬要求、厚大体积等要求的混凝土；因此选用大的骨料，并尽可能的多用骨料，则可以减小干缩，同时要严格控制粗细骨料的含泥量。选择最佳粗细骨料级配，严格水灰比，增加混凝土密实度，减少收缩、徐变。
3.2在混凝土中掺入外加剂
掺入外加剂可以使混凝土获得早强、高强、缓凝等性能，掺入减水剂可大幅度减少拌合水用量，在较低的水灰比下，混凝土仍能较好地成型密实，获得较高的强度，减少干缩量；在混凝土中加入掺合料，可提高水泥石的密实度，改善水泥石与集料的界面粘结强度，提高混凝土强度。因此适量在混凝土中掺入高效减水剂和掺合料也是改善混凝土性能减少收缩裂纹的有效辦法。
3.3后期养护及数据采集
混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。混凝土浇注完毕后即转入养护阶段。以下是在养护的几个要点：①采取严格的养护保护措施。三项养护措施：混凝土表面收光后立即覆盖一层塑料薄膜，以防止早期失水出现塑性裂缝；根据测温结果，适时在塑料薄膜上覆盖两层土工布保温，同时在混凝土中设置冷却水管降温；在塑料薄膜下适时补水，以保证水泥发挥补偿收缩作用的充分条件。②在埋设冷却水管时在混凝土中一起布设测温点，并在养护中通过测温点的温度测量指导降温、保温工作的进行，从而控制混凝土内外温差不大于25℃。测温点布置的原则应使不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均能得到监控。在两条长边墙体各取三个具有代表性的点，该工程在墙体垂直方向的上、中、下三个位置布置6个测温孔，保证不同施工区段混凝土温升均可得到反映，从而及时指导温控工作。浇筑结束后安排专人对测点进行温度记录，及时调整循环水的温度，确保降温效果。冷却完毕后，水管口用与墙体强度等同的水泥浆封闭，水泥中应加入微膨胀剂。
参考文献：
[1]庄其昌，裂缝对混凝土耐久性影响研究[D]，青岛：青岛理工大学，2010
[2]柴鹏，混凝土裂缝自愈合影响因素研究[D]，武汉：长江科学院，2011
关键词：混凝土 裂缝 防护措施
混凝土是一种非均质不同向的多向混合材料，由粗骨料和硬化水泥浆两种主要材料构成的不规则的三维实体结构，并具有非均质、非线形和不连续的性质。在混凝土凝固过程中，水泥砂浆失水收缩变形远比粗骨料收缩变形大。此收缩变形差使粗骨料受压，砂浆受拉，从而产生应力场，这些应力场在截面上的合力为零，但局部应力可能很大，以至在骨料表面产生微观裂缝。
1混凝土裂缝产生的原因分析
收缩裂缝占混凝土非结构性裂缝中的主要部分。收缩是混凝土固有的物理特性，一般来说，水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、环境温度越高、表面失水越大，则其收缩值越大，也越易产生收缩裂缝。由于施工工艺不合理，施工质量低劣，可能产生各种形式的裂缝。工程设计欠周全，也是引起混凝土梁产生裂缝的一个重要原因之一。比如说钢筋砼梁的截面不够、梁的跨度过大、高度偏小，或者由于计算错误，受力钢筋截面偏小、配筋位置不当、节点不合理、结构缝设置不妥等因素，均容易导致砼梁出现结构裂缝。温度裂缝是粗裂缝产生的重要原因，一般出现在配筋薄弱之处。梁上能够观察到的严重裂缝损害，很多都是由于温度引起的内应力和约束应力所造成的，其大小与温差有关。在浇注混凝土时，由于混凝土内外温差过大，容易引起较大的温度应力，当混凝土温度应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土即会开裂。在使用过程中，改变原来使用功能，将办公室改为仓库、屋面加层、使用不当、增大梁上荷载等均会出现裂缝。
2混凝土配合比对收缩性影响
2.1配合比中的骨料体积含量
混凝土配合比中骨料的体积含量对于混凝土的收缩性能有着重要影响。对于普通混凝土而言，骨料的弹模较高，它对凝胶体的收缩产生抵抗作用，对提高混凝土的抗裂性有利。一般而言，混凝土中的骨料体积达到70%时，混凝土的收缩量趋于平稳的较小值。如果在较高强度的混凝土中，水泥和掺合料的用量得不到控制，致使骨料体积含量低于68%时，混凝土的收缩值将大大增加。因此，在这样的情况下，应当选择合适的高效外加剂，最大限度地减小用水量和胶凝材料总量。
2.2配合比中的掺合料用量
目前，普通混凝土中经常使用的活性掺合料主要有粉煤灰、水淬矿渣粉和硅灰。硅灰由于比表面积很大，在混凝土拌合生产时需水量增大，其掺量一般不宜大于10%，否则，将使混凝土的收缩值急剧增加。 对于矿渣粉，有的研究报道其掺量对混凝土的收缩没有明显的影响，而有的研究结果却表明，矿渣粉的掺量宜控制在15%以下，否则将导致混凝土的较大收缩。笔者认为，由于诸多的试验研究之间，不单是矿渣粉自身的成分可能存在较大的差别，与其搭配的水泥、骨料、粉煤灰、外加剂等都可能存在较大的性能差异。因而，往往导致不同试验结果的产生。对于具体的工程，在不同的地域条件下，应当依据已有的实际试验经验进行合理的配合比设计。
对于粉煤灰，则大多数试验结果表明，当其掺量在20%～30%之间时，对于减小混凝土的收缩有利，其原因在于：粉煤灰掺量不足时，它仅仅起到了改变凝胶体毛细孔结构的作用，使混凝土收缩值增大；而当粉煤灰的掺量处于合适的范围内时（根据粉煤灰不同的性能参数，此范围应当各有差异），它在改变浆体毛细孔结构尺寸的同时，又通过与Ca（OH）2的反应修复混凝土内部形成的早期细微缺陷或堵塞了对含水量敏感的毛细孔收缩，因而对提高抗裂性有利。当粉煤灰的掺量超过一定的限度时，多余的粉煤灰不能完全参与反应，只会降低凝胶体与骨料界面的结合力，使混凝土的收缩性增大，同时对混凝土的抗碳化能力也有不利。
3混凝土裂缝的主要施工防治措施
3.1选择合适的原材料
其自身收缩是混凝土硬化过程中水泥与水发生水化反应生成新的化学物质，导致自身体积缩小。混凝土自身收缩的大小与水灰比、细掺料的活性、水泥细度等因素有关。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大；水泥细度越大，混凝土的收缩越大，且发生的收缩时间越长；水泥的选用同时还要综合考虑工程特点和气候环境及施工条件的影响进行合理选择，特别是有抗渗要求、快硬要求、厚大体积等要求的混凝土；因此选用大的骨料，并尽可能的多用骨料，则可以减小干缩，同时要严格控制粗细骨料的含泥量。选择最佳粗细骨料级配，严格水灰比，增加混凝土密实度，减少收缩、徐变。
3.2在混凝土中掺入外加剂
掺入外加剂可以使混凝土获得早强、高强、缓凝等性能，掺入减水剂可大幅度减少拌合水用量，在较低的水灰比下，混凝土仍能较好地成型密实，获得较高的强度，减少干缩量；在混凝土中加入掺合料，可提高水泥石的密实度，改善水泥石与集料的界面粘结强度，提高混凝土强度。因此适量在混凝土中掺入高效减水剂和掺合料也是改善混凝土性能减少收缩裂纹的有效辦法。
3.3后期养护及数据采集
混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。保温能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。混凝土浇注完毕后即转入养护阶段。以下是在养护的几个要点：①采取严格的养护保护措施。三项养护措施：混凝土表面收光后立即覆盖一层塑料薄膜，以防止早期失水出现塑性裂缝；根据测温结果，适时在塑料薄膜上覆盖两层土工布保温，同时在混凝土中设置冷却水管降温；在塑料薄膜下适时补水，以保证水泥发挥补偿收缩作用的充分条件。②在埋设冷却水管时在混凝土中一起布设测温点，并在养护中通过测温点的温度测量指导降温、保温工作的进行，从而控制混凝土内外温差不大于25℃。测温点布置的原则应使不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均能得到监控。在两条长边墙体各取三个具有代表性的点，该工程在墙体垂直方向的上、中、下三个位置布置6个测温孔，保证不同施工区段混凝土温升均可得到反映，从而及时指导温控工作。浇筑结束后安排专人对测点进行温度记录，及时调整循环水的温度，确保降温效果。冷却完毕后，水管口用与墙体强度等同的水泥浆封闭，水泥中应加入微膨胀剂。
参考文献：
[1]庄其昌，裂缝对混凝土耐久性影响研究[D]，青岛：青岛理工大学，2010
[2]柴鹏，混凝土裂缝自愈合影响因素研究[D]，武汉：长江科学院，2011