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【摘 要】混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。60年代以来，广泛应用减水剂，并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土；高分子材料进入混凝土材料领域，出现了聚合物混凝土；多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究。为了确保混凝土的质量，减少裂缝的发生，建筑工程师们需要分析混凝土结构裂缝产生的原因和机理，并从各个环节提出了预防裂缝的综合措施。因为大体积混凝土结构开裂后，其性能与原状混凝土性能相差很大，则严重影响结构的长期安全和耐久运行。
【关键词】混凝土；裂缝；控制措施
混凝土，简写为"砼"，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使其使用范围出十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等方面也是重要的材料。
1.建筑混凝土裂缝形成的原因
混凝土在结构上由多种材料组成的复合人工材料，由于结构本身组成成分及承载受力特点，在周围环境中水及侵蚀性介质的作用下，随着时间的推移，混凝土建筑就会出现裂缝、破碎、酥裂、磨损、溶蚀等现象。概括为以下三个原因：
1.1设计和建筑工作中误差引起的裂缝
由于结构的实际工作状态与设计模型的差异而产生的结构次应力引起的裂缝。如设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝；设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝（偏心、应力过大等）；设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝等。这种混凝土结构裂缝可以引起渗漏，引起持久强度的降低，如保护层剥落、钢筋腐蚀、混凝土碳化等，影响结构物的承载能力与结构的耐久性。
1.2建筑材料以及建筑物的外部负载引起的裂缝
一是粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生；二是骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大；三是混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩；以及水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。而由外部荷载引起的裂缝缝隙，按常规计算的各种荷载而引起的。
1.3温度变化引起的裂缝
由温度差、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素产生的变形应力而引起的裂缝，施工中可以采取措施避免。大體积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化释放的水化热能产生很大的温度变化和收缩作用，是导致大体积混凝土裂缝的主要原因。
2.对于裂缝的防范及解决措施
裂缝控制原理是：降低混凝土外部约束与非线性降温和收缩所产生的拉应力，提高混凝土相应龄期的抗拉强度和极限拉伸，以确保混凝土抗裂的安全度要求。
2.1在选材和设计方面的措施
首先设计人员应灵活地运用“抗一放”结合、或以“抗”为主、或以“放”为主的设计原则。来选择结构方案和使用合适的建筑材料。 所谓“抗”就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。其次对于材料的选择，应优先采用水化热低的水泥配制大体积混凝土，如矿渣硅酸盐水泥，选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。在施工中避免使用含泥量高的集料，因使用含泥量高的集料会导致集料表面与水泥石的机械粘结力降低。
2.2合理的施工是关键
首先应严格控制混凝土配合比、水灰比和砂率，因为混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、拌和用水量、骨料规格、振捣密实性和养护好坏有密切关系。正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一，可掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，以保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性。其次在浇筑混凝土时，如确实需要，必须经务实处理后再作预制场地，还要保证模板有足够的强度和刚度，支撑牢固，并使地基受力均匀，防止混凝土浇筑过程中模板和地基被水浸泡。浇筑时一是需要加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度、混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。二是要采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。三是要加强混凝土的养护及测温工作。混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，保温养护是大体积混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力，来保证减少裂缝的产生几率。
2.3应用温差与温度应力的双控制法
采取温差与温度应力双控制方法来控制混凝土裂缝发生，其原理是避免结构物出现温度裂缝，同时调整混凝土表面湿度以防止表面干缩裂缝。由于结构裂缝产生的最主要原因就是降温和收缩，所以任一降温温差包含水化热引起的温差和收缩当量温差，又都可以分解为两钟，即均匀降温差和非均匀降温差。均匀降温差产生外约束力，它成为贯穿性裂缝的主要原因；非均匀降温差引起自约束力，形成表面裂缝。只有同时控制好这两钟降温差，才能减少和避免混凝土裂缝的产生。
3.建筑混凝土中温度裂缝的控制措施
对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大。也就是说混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。
为了降低混凝土的出机温度和浇筑温度，可以采取的办法有四条：一是降低原料温度，因为每立方米混凝土中集料所占重量最大，所以最有效的办法是降低集料温度。在气温较高时，可以在砂石堆场搭设简易遮阳棚，必要时可向集料喷淋雾状水，或者在使用前用冷水冲洗集料，目的是为了防止太阳的直接照射；二必要时，可在搅拌混凝土时加冰块冷却；三在生产砼时避开当天的高温段；四是对搅拌运输车罐体、泵送管道要采取保温、冷却等措施。
4.结语
混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的，混凝土裂缝的防治重点在于“防”，而不在于“治”。由于各种原因仍可能有少量的混凝土裂缝发生。要有效地提高混凝土构件的抗裂性能，在施工中应优化混凝土配合比，加强对原材料质量的控制，选用水化热小和收缩小的水泥及严格控制砂、石子的含热量，混凝土结构裂缝在施工中产生的情况较为普遍，为避免有害裂缝的出现，确保工程质量，施工中应尽可能采取有效的技术措施控制或减少裂缝，使结构裂缝的数量和宽度尽量减少。
【参考文献】
[1]徐荣年，徐欣磊.工程结构裂缝控制——“王铁梦法”应用事例集[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
[2]何星华，高小旺.建筑工程裂缝防治指南[M].北京：中国建筑工业出社，2005.
[3]韩素芳，耿维恕.钢筋混泥土结构裂缝控制指南[M].北京：化学工业出版社，2005，12.
【关键词】混凝土；裂缝；控制措施
混凝土，简写为"砼"，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使其使用范围出十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等方面也是重要的材料。
1.建筑混凝土裂缝形成的原因
混凝土在结构上由多种材料组成的复合人工材料，由于结构本身组成成分及承载受力特点，在周围环境中水及侵蚀性介质的作用下，随着时间的推移，混凝土建筑就会出现裂缝、破碎、酥裂、磨损、溶蚀等现象。概括为以下三个原因：
1.1设计和建筑工作中误差引起的裂缝
由于结构的实际工作状态与设计模型的差异而产生的结构次应力引起的裂缝。如设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝；设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝（偏心、应力过大等）；设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝等。这种混凝土结构裂缝可以引起渗漏，引起持久强度的降低，如保护层剥落、钢筋腐蚀、混凝土碳化等，影响结构物的承载能力与结构的耐久性。
1.2建筑材料以及建筑物的外部负载引起的裂缝
一是粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生；二是骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大；三是混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩；以及水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。而由外部荷载引起的裂缝缝隙，按常规计算的各种荷载而引起的。
1.3温度变化引起的裂缝
由温度差、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素产生的变形应力而引起的裂缝，施工中可以采取措施避免。大體积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化释放的水化热能产生很大的温度变化和收缩作用，是导致大体积混凝土裂缝的主要原因。
2.对于裂缝的防范及解决措施
裂缝控制原理是：降低混凝土外部约束与非线性降温和收缩所产生的拉应力，提高混凝土相应龄期的抗拉强度和极限拉伸，以确保混凝土抗裂的安全度要求。
2.1在选材和设计方面的措施
首先设计人员应灵活地运用“抗一放”结合、或以“抗”为主、或以“放”为主的设计原则。来选择结构方案和使用合适的建筑材料。 所谓“抗”就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。其次对于材料的选择，应优先采用水化热低的水泥配制大体积混凝土，如矿渣硅酸盐水泥，选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。在施工中避免使用含泥量高的集料，因使用含泥量高的集料会导致集料表面与水泥石的机械粘结力降低。
2.2合理的施工是关键
首先应严格控制混凝土配合比、水灰比和砂率，因为混凝土收缩值的大小和水泥品种、用量、拌和用水量、骨料规格、振捣密实性和养护好坏有密切关系。正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一，可掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，以保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性。其次在浇筑混凝土时，如确实需要，必须经务实处理后再作预制场地，还要保证模板有足够的强度和刚度，支撑牢固，并使地基受力均匀，防止混凝土浇筑过程中模板和地基被水浸泡。浇筑时一是需要加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度、混凝土尽可能晚拆模，拆模后混凝土表面温度不应下降15℃以上。二是要采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。三是要加强混凝土的养护及测温工作。混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，保温养护是大体积混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力，来保证减少裂缝的产生几率。
2.3应用温差与温度应力的双控制法
采取温差与温度应力双控制方法来控制混凝土裂缝发生，其原理是避免结构物出现温度裂缝，同时调整混凝土表面湿度以防止表面干缩裂缝。由于结构裂缝产生的最主要原因就是降温和收缩，所以任一降温温差包含水化热引起的温差和收缩当量温差，又都可以分解为两钟，即均匀降温差和非均匀降温差。均匀降温差产生外约束力，它成为贯穿性裂缝的主要原因；非均匀降温差引起自约束力，形成表面裂缝。只有同时控制好这两钟降温差，才能减少和避免混凝土裂缝的产生。
3.建筑混凝土中温度裂缝的控制措施
对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大。也就是说混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。
为了降低混凝土的出机温度和浇筑温度，可以采取的办法有四条：一是降低原料温度，因为每立方米混凝土中集料所占重量最大，所以最有效的办法是降低集料温度。在气温较高时，可以在砂石堆场搭设简易遮阳棚，必要时可向集料喷淋雾状水，或者在使用前用冷水冲洗集料，目的是为了防止太阳的直接照射；二必要时，可在搅拌混凝土时加冰块冷却；三在生产砼时避开当天的高温段；四是对搅拌运输车罐体、泵送管道要采取保温、冷却等措施。
4.结语
混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的，混凝土裂缝的防治重点在于“防”，而不在于“治”。由于各种原因仍可能有少量的混凝土裂缝发生。要有效地提高混凝土构件的抗裂性能，在施工中应优化混凝土配合比，加强对原材料质量的控制，选用水化热小和收缩小的水泥及严格控制砂、石子的含热量，混凝土结构裂缝在施工中产生的情况较为普遍，为避免有害裂缝的出现，确保工程质量，施工中应尽可能采取有效的技术措施控制或减少裂缝，使结构裂缝的数量和宽度尽量减少。
【参考文献】
[1]徐荣年，徐欣磊.工程结构裂缝控制——“王铁梦法”应用事例集[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
[2]何星华，高小旺.建筑工程裂缝防治指南[M].北京：中国建筑工业出社，2005.
[3]韩素芳，耿维恕.钢筋混泥土结构裂缝控制指南[M].北京：化学工业出版社，2005，12.