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一、前言

随着经济的飞速发展，人们对生活的水平也越来越高，为了满足生产生活的需要，各类大型建筑物随之出现，混凝土结构裂缝控制的好坏直接影响建筑物的安全性以及使用寿命，则混凝土结构裂缝研究分析就显得尤为重要，将会对混凝土结构施工起到至关重要的作用。目前，无论是在桥梁工程还是在码头工程施工中，由于混凝土材料性质以及目前施工现场混凝土施工技术不完善，往往会产生大面积的裂缝，备受建筑行业的关注。在现场施工中，混凝土体积大，由于混凝土材料中水泥组分遇水发生化学反应，导致混凝土结构内部积聚大量的水化热，混凝土结构内部温度急剧升高，混凝土发生膨胀变形，由于混凝土是一种多相组分的材料，内部散热不均匀，膨胀变形将会受到约束，就产生了裂缝，对建筑物的使用造成重大的质量安全隐患。因此，必须要有效的控制混凝土裂缝的产生，才能保证混凝土结构的质量。

二、混凝土建筑结构裂缝产生的原因

通过目前对混凝土裂缝方面已有的研究来看，混凝土产生裂缝的原因有很多。主要可分为两类：内部因素、外部因素。

(一)内部因素的影响

(1)内部温度变化，混凝土在施工过程中，往往会由于水泥水化产生水化热导致混凝土内部产生大量热量，并且大体积混凝土整体结构尺寸较大，在短时间内热量难以散发出去，使混凝土内部温度升高，而混凝土表面与外界接触，这样会造成内部与表面温差过大，当由于温差过大产生温度应力越大，最终温度应力超过混凝土内外约束力时就会产生裂缝。

(2)水分流失，混凝土中水分流失会造成混凝土收缩，混凝土中80%的水分会逐步散失，其硬化只需20%，随着时间逐步流失的过程中，大体积混凝土内部水分流失慢，表层水分流失快，因而就会造成表面收缩大、内部收缩小不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉应力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。

(二)外部因素的影响

(1)混凝土材料的组分种类多，主要包括粗骨料、细骨料以及掺合料，由此可知混凝土是一种多相非均匀脆性材料。试验表明，由于外界环境的温度湿度变化导致混凝土中各组分在一定程度上受到影响，混凝土将极易发生变形，进一步的说是由于混凝土内部各组分的变形影响，最终导致混凝土的变形并且由于各组分变形的不相协调，各组分的变形受到相互约束影响，当约束产生的约束应力超过混凝土的抗拉强度，最终导致混凝土开裂。

(2)外界约束

①环境温度变化产生的约束。混凝土内部绝热升温会导致其体积膨胀，此时周围环境会给其一压应力，而随着时间推移混凝土内部逐渐降温，混凝土随之会收缩，而此时外界环境会给其一拉应力，通常混凝土的抗压强度远大于其抗拉强度，在温度升降的过程中，易出现拉应力大于其抗拉强度从而导致混凝土出现竖向裂缝。

②相接触构件产生的界面约束。由于现场施工中，混凝土构件的浇筑施工往往会形成界面接触，相接触的构件由于施工顺序的原因，往往会形成一个浇筑间隔龄期，导致相接触的混凝土构件在浇筑完后产生的变形很难相协调，从而由于新浇筑的混凝土变形相对于旧混凝土变形要滞后，新混凝土由于浇筑完后内部温度有一个上升过程后有会有一个下降的过程达到与环境温度相当，在此过程中旧混凝土对新混凝土始终有一个约束作用，当此约束作用产生的约束应力超过混凝土的抗拉强度，仍然会加大混凝土开裂的可能性。

三、混凝土结构裂缝的预防措施

(一)选择合适的混凝土原材料

有效的控制混凝土结构的裂缝，才能保证混凝土质量。混凝土材料是由砂、石、水泥、掺合料、外加剂和水组成。可以选择粒径较大和级配良好的石子，来减少混凝土的收缩。选用中、低热水泥可以减少水泥水化时产生的水化热，从而可以减小混凝土的膨胀变形。同时在混凝土中掺入具有缓凝效果的减水剂，能够缓解混凝土的凝固，降低水泥水化后的放热速度，同时能够降低混凝土的收缩的概率。

(二)选择合理的施工方式

在混凝土浇筑过程中，可以通过在混凝土内部预埋冷却水管控制混凝土的入模温度，同时在使用的拌合水中加冰。混凝土骨料采用遮阳板遮挡，避免阳光直射，以减小混凝土拌制时的温度。[3]

对于大体积混凝土裂缝的预防，合理化的混凝土浇筑方式是十分重要的，混凝土浇筑方式需要按照一定的标准进行，采用分层的浇筑方式。以竖向为基点，分成不同的层次进行浇筑，逐层浇筑的方式能够有效散热，也能够避免温度升高。需要充分控制好混凝土的浇筑质量和施工质量，对于大体积混凝土的浇筑，需要安排好浇筑的时间，一般不能超过30分钟。在混凝土搅拌过程中，需要有专业人员进行监管，保证水泥用量的准确。[1]

(三)混凝土的后期养护

混凝土养护的关键是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土的内外温差，在保证强度发展的同时防止混凝土裂缝的产生。混凝土养护主要从两方面着手，即覆盖保温材料和表面蓄水保湿。在大体积混凝土浇筑完成后，应在混凝土表面铺上厚度适当的保温材料，如木屑、草帘、炉渣、粘土等，以减小混凝土内部温度与外界温度的差值，防止混凝土发生表面裂缝。待大体积混凝土终凝后，在其表面蓄存一定量的水，可以对混凝土起到良好的养护效果，提高混凝土结构整体性能。[2]

(四)优化混凝土结构设计

大体积混凝土具有构件尺寸大、钢筋用量多的特点，且不同工程项目施工难度、混凝土结构设计、技术要求不同。优化大体积混凝土结构设计，具体可以从两方面入手:①对钢筋进行合理配置。考虑造成裂缝的各种因素进行补偿配筋，按照密配筋、小直径的原则增加配置构造钢筋，使构造钢筋具备温度筋的作用，从而进一步提高大体积混凝土的抗裂性能。②采用永久性伸缩缝设计方法。该种设计方法在实际应用中能够有效减弱约束应力。按照国家相关设计规范要求，对大体积混凝土的结构框架、剪力墙结构、伸缩缝等进行合理设计，降低由结构设计不合理所引发的大体积混凝土结构裂缝可能性。同时，在结构设计上还应融入一些有效的裂缝预防措施，进一步减少大体积混凝土裂缝的出现。[2]

四、总结

混凝土材料在建筑工程领域中是不可缺少的材料，无论是从耐久性、抗压强度还是使用寿命来说，相比其他建筑材料都表现出很大的优势，但是混凝土结构裂缝问题一直困扰着工程建设者。通过大量的工程实践证明，混凝土的裂缝不可避免。在工程施工中，我们要最大限度的减小和避免裂缝的产生，避免混凝土结构出现有害裂缝。混凝土裂缝控制的方式主要有通过合理的选择混凝土的原材料；在保证混凝土强度的基础上降低水胶比，优化混凝土设计配合比；采用合理的混凝土浇筑工艺；正确的养护方式等。