对混凝土结构抗裂性的探讨

对混凝土结构抗裂性的探讨

作者：林勇

来源：《建筑建材装饰》2013年第06期

摘要：随着我国社会主义经济的建设的不断进步，混凝土结构设计也享有越来越高的地位。本文笔者结合我国现阶段混凝土设计和实际情况对混凝土结构抗裂性设计进行分析和探讨，总结抗裂措施。

关键词：混凝土结构；设计；裂缝；措施 前言

混凝土的裂缝问题是工程中常见的问题和难以解决的问题，这是一个长期困扰建筑工程。大量混凝土工程实践和混凝土的微观研究都表明：一般混凝土构件是带裂缝工作的，缝是一种人们应该接受的材料特征。 1 工程建筑抗裂安全设计

工程建筑抗裂设计的安全度应从工程的重要性，工程的超长规模以及经济条件考虑。据此，我们可以将工程建筑抗裂设计的安全度要求分为三级：低要求，中等要求，高要求。由于使用者对工程建筑的要求越来越高，业主应考虑工程出现裂缝后的影响。做出判断，选定合适的抗裂设计安全度要求。

1.1临时建筑或不超长的混凝土工程一低要求（50%-75%）。对这些工程可以按普通棍凝土要求设计，施工，可以用膨胀剂或纤维，但对防渗有要求时，则需用适当的防水剂或膨胀剂。

1.2一般的超长结构物——中等要求（75%-90%）对这些工程可用膨胀混凝土或用纤维混凝土，适当致后浇带。

1.3对重要的构筑物或特别超长结构物（1‰以上）——高要求（90-95）对这类工程可用纤维复合膨张混凝土或施加预应力，这样可以确保工程结构物的安全不开裂。 2混凝土抗裂性能评估原理

混凝土的非荷载变形开裂，与长期干燥收缩变形密切相关，因此混凝土的抗干缩开裂性能需要长期的观察和测试，无法获得即时结果以满足实际应用的要求。但混凝土早期塑性收缩裂缝与后期混凝土干缩裂缝的产生及其抗拉强度密切相关。因此，在一定意义上，混凝土的早期塑性收缩及由此产生的塑性微裂缝决定了混凝土后期裂缝的产生和抗裂能力。

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3 结构设计时采用的抗裂措施

3.1混凝土原材料的选择。要控制混凝土的开裂，需要从原材料的选择出发，原材料选择的正确与否，直接影响到混凝土的开裂。由于混凝土自身的特性，水灰比过大，水泥用量大，外掺剂保水性差，粗骨料少，用水量大，振捣不良，环境气温高，表面失水大（养护不良及吸水砖模）等都能导致蝮性收缩表面开裂。例如，超长的地下室结构应选用补偿收缩混凝土，即在混凝土中掺入UEA，HEA等微膨胀剂，以混凝土的膨胀值减去混凝土的最终收缩值的差值不小于混凝土的极限拉伸即可控制裂缝。普通硅酸盐水泥外掺粉煤灰可有效控制早期和长期收缩开裂。

3.2提高结构自身承载力适当加大配筋，做到配筋细而密的要求。在结构设计过程中，有时虽然梁板的承载力和挠度均在规范允许之内，但相对承载力较小，挠度较大，这便容易引起因为挠度偏大而产生的结构裂缝。这种情况须加大梁截面或板厚、提高结构配筋率以提高结构的强度储备来控制裂缝的产生。长期来讲，由于混凝土自身随时间的强度劣化和环境对混凝土的风化和侵蚀，混凝土结构的承载力会逐渐降低；由于承载力的降低会引起混凝土的开裂。因此，混凝土结构设计时，要考虑到混凝土的劣化，混凝土强度必须有一定安全储备，才能保证结构有足够的安全性和耐久性。

3.3减小地基的不均匀沉降。因为建筑物地基的不均匀沉降而引起的结构裂缝的事例不多，位于采空区的建筑物易发生。此时需加强基础的整体性，以减小地基不均匀沉降对结构的影响，比如基础时设置拉梁，或采用筏板基础，或采用箱形基础。如果地基土本身软硬不均，除采取上述措施外，还可以采取局部换土或加大基础底面积的措施。柱下基础或桩承台，当设置拉梁时，由于各基础或桩承台之间的沉降差，会造成拉梁两端的开裂，而且在有些工程中开裂还非常严重。此时建议在拉梁两端各设一道后浇带，如果地质条件较好可设一道或不设。

3.4地下室墙体裂缝的控制。1）采取“抗裂”的设计原则，控制裂缝发生。在墙板顶部和腰部设两道暗梁，并适当增设暗柱，以起到“模箍作用”；适当增加墙板钢筋，尤其是水平构造筋的配筋率应适量提高。2）墙体与大柱连接处截面尺寸应缓慢变化，以避免温差梯度的突变，以防止收缩应力变化产生裂缝。3）进行砼配合比的试配试拌，采用水化热低收缩性小早期强度高的硅酸盐水泥作胶结料，粗骨料级配好，中粗砂含泥量小，掺早强缓凝型泵送剂，严格控制砼水灰比和搅拌时间，为墙体施工提供高质量的砼拌料。

3.5设置后浇带。后浇带是为在现浇钢筋混凝土结构施工过程中，克服由于温度、收缩等而可能产生有害裂缝而设置的临时施工缝。后浇带通常根据设计要求留设。并保留一段时间（若设计无要求则至少保留28d）后再浇筑，将结构连成整体。随着社会的发展，超长建筑越来越多，特别是大型小区中连片的地下室，而且很多因为建筑功能和美观不让设伸缩缝，这便需要结构专业采取措施来解决混凝土的收缩应力和温度应力引起的结构变形和裂缝。一般做法即是设置后浇带：每隔30-40m设置一道，在45-60d后浇筑。有时候考虑到工期问题，在地下室设置膨胀加强带。

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3.6楼板双层双向配筋。超长建筑物、高层建筑的屋面板、不做保温的屋面板，均会产生很大的温度应力，势必会形成温度裂缝。加厚板厚且受力钢筋双层双向配筋能有效的解决温度应力对裂缝的影响，但钢筋间距不宜过大，一般不大于150mm。

3.7必要厚度的保护层。混凝土结构设计规范中指出，当混凝土保护层厚度较大时，虽然裂缝宽度计算值也较大，但较大的混凝土保护层厚度对防止钢筋锈蚀是有利的。因此，要有必要厚度的保护层使钢筋与外界隔绝，避免此种情况的发生。同时在保护层大于40mm时，保护层中设构造钢筋网片，一般可为θ6@150，网片的保护层不小于25mm。

3.8预应力防抗裂。混凝土裂缝的成因往往是很复杂的，在普通混凝土结构中预加压力，使混凝土更加紧密，可保证在混凝土在正常工作状态处于受压状态，不产生或产生微小的裂缝，该措施在重要的建筑中应用较多。

混凝土产生裂缝的原因很多，单靠某一方面的努力不可能最终避免裂纹的产生，一般需要在各方面同时采取必要措施，方可保证工程质量。 4 结论

混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题，混凝土裂缝产生的原因也很多，在结构设计过程中就需要根据不同的结构形式和不同的结构构件预判可能出现的裂缝，再根据不同的可能出现的裂缝采取相应的预防措施。只有从设计、施工到建筑的使用和维护的每个环节对混凝土结构的裂缝问题引起足够的重视并采取正确的预防措施，才能更有利于保证建筑物的承载能力、安全性和耐久性。