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【摘要】本文从混凝土的化学、物理过程及力学原理，分析现浇混凝土梁板裂缝机理。阐述了水在混凝土中的存在形式、终凝前的裂缝——早期裂缝、干燥收缩裂缝、荷载作用裂缝等，并提出了相应的处理措施。
【关键词】现浇混凝土；梁板；裂缝
1、水在混凝土中的存在形式
现浇混凝土梁板裂缝目前似乎已成为通病。要克服它，就要了解一下混凝土中的一些化学、物理过程，首先是在凝固以前新鲜掺合料的一些化学物理过程。
水泥颗粒在水的浸润下，逐渐由外而内地水解，形成为更多更细小的水化粒子，每个水化粒子内含有化合水和结晶水，总称为化学水。同时粒子的表面上吸附了一层极薄的水膜，叫做吸附水。吸附水的比重大于1.0，不受重力的支配，不会流动。水泥完全水化所需的化学水为干水泥重量的0.23倍，吸附水为干水泥重量的0.19倍，两者共为干水泥重量的0.42倍，亦即水泥全部水化所需的水灰比为0.42。但为了达到一定的合易性并补偿在作业中的水分损耗，一般用的水灰比为0.50或略为多一点。
因为所有的水泥粒子不能一下子彻底水化掉，在一个水化高潮过后，还要持续很长的时期，所以终凝以前还没有用得上的化学水、吸附水以及其他富余的水都存放在水泥浆内的毛细孔里，成为毛细孔水。毛细孔水是普通水，受重力的支配，可以流动，容易蒸发，而且随时可提供给继续水化之用。
另外水化的结果发生体积减缩，即水化生成物的总体积小于原来干水泥的绝对体积与所加入的水的体积的总和，其减缩量约为原来干水泥绝对体积的1%，称为水化收缩。这是水泥浆内必然出现毛细孔的原因之一。
2、终凝前的裂缝——早期裂缝
糊状的新拌合料在模板内经过振捣，其流动性加大，比重较大的颗粒往下沉，同时气泡、水分和比重较轻的物质往上浮，集中到表层，叫做泌水或浮浆现象，实际这是一种特殊的沉降过程，这种沉降一直持续到拌合料凝固为止。如果受到上部钢筋、大颗粒骨料、模板摩擦等的阻碍，沉降不均匀，便会产生沉降裂缝。另外，终凝之前，自由水从毛细孔里蒸发掉，毛细孔便闭合，从而导致体积收缩，与上述的水化收缩一起叫做塑性收缩，如果收缩受到了阻碍便发生收缩裂缝。影响收缩开裂的主要因素，即促使蒸发的主要因素为：温度、相对湿度和风速，美国混凝土学会提出以下三种温度、湿度配合会引发收缩裂缝：41℃-90%，35℃-70%，24℃-30%。
终凝以前出现的裂缝统称为早期裂缝，能促成早期裂缝的因素还有温度降。白天在烈日高温下浇注成的梁板，经一个凉爽的夜晚便会裂缝，这种现象即便在低温季节也一样会发生。早期裂缝一般是由沉降所引发而被收缩和降温所加剧的。
3、干燥收缩裂缝
终凝后，拌合料已成为固体混凝土，毛细水蒸发掉后的毛细孔不再会闭合，不再引发收缩。但若进一步地干燥后，迫使吸附水进入毛细孔中然后蒸发，水化粒子之间因为失去了吸附水膜而更加紧密，从而导致体积收缩，叫做干燥收缩。干燥收缩遇到阻碍便可能引发干燥收缩裂缝。
影响干燥收缩的因素很多，如水泥标号、水泥品种、水泥细度、水泥用量、水灰比、骨料种类、振捣情况、构件断面大小、暴露条件以及配筋数量等等。标准情况下混凝土的干缩率为32.4×10-5，与年最大温差下的冷缩率大致相当。常见的干燥收缩裂缝有：
1.过早地拆掉侧模，梁的两侧出现均匀分布的竖向梭形裂缝，一般情况下裂缝上不到顶，下不到底，但在特殊情况下，例如梁的高度不大，且顶、底部具有较强的纵向约束，在拆去侧模后，经干燥和强降温联合作用下，裂缝可能在两侧中部沿水平方向开展。这样的问题只要施工措施得当应可避免。
2.跨度3米左右的单向板，在板中央沿短跨方向开展的裂缝，严重者裂缝的两端伸展到墙并将楼板裂穿。因为这个部位的收缩力最大而抵抗力最为薄弱，再加上干缩与冷缩并施所致。故这样的地方应设抗裂钢筋网来解决。
3.负弯矩钢筋较粗，分布较密的楼板上，沿负筋末端所在直线的裂缝。原因是每根钢筋像一根悬臂弹簧，振捣时钢筋的下弯部分如同一个小的振捣棒，在其附近形成一个柱状的离析体，一整列离析柱体形成一个离析带，凝固后的强度较低，在干燥和冷缩迭加下形成裂缝，一般为沿板的長跨方向开展，而且往往两头延伸到墙，向下裂到板底。预防办法是不让所有负筋的末端排列在一条直线上，并在施工中用支架将负筋架起来，消除悬臂状态。
4.干燥收缩会使所有的早期裂缝加剧。
4、荷载作用裂缝
严格讲来，荷载裂缝的表现因结构情况和荷载施加情况而异，很难一概而论，这里只涉及几种刚竣工或入居不久即发现的应力裂缝。一般这时设计荷载尚未完全到位。其主要表现有：
1.单向板中央沿长跨方向开展的裂缝.
2.两边为终端且嵌入砖墙内楼板角部的斜裂缝。
3.拟似板角斜裂缝
室内一侧为卫生间时，房间楼板平面为“刀”形。其主要部分的工作状况与四边支承板一样，只是沿卫生间墙的支承边的一小段为过道所代替而已。所以在主房间的此一角部照样有对角线方向的负弯矩发生，但却没有抵抗它的上部构造钢筋，因为规范只要求“当墙的阳角突到板内时，亦应沿墙布置构造钢筋。”显然这样布置的构造钢筋不能抵抗斜向的负弯矩。实际上所有这类的地方几乎无一幸免地出现了斜裂缝。
4.梁上的斜裂缝和弯矩裂缝
有时在梁上远离支点处发生有斜裂缝，严重者将梁体两面裂穿（两面对应出现）。这可能是在梁体尚未达足够强度时，此处的模板支柱突然松动，或者是在拆模板时，由于作业顺序不当，最后拆除的一根支柱突然被打掉时的巨大反弹作用引起的。当最后打掉的支柱在梁的中部时，可能引发弯曲裂缝。
5.冷裂缝
突出暴露在风口处的混凝土梁，混凝土长墙或端墙的屋面圈梁，在剧烈寒风袭击下，梁可能被拦腰齐茬裂断，长墙的中央会发生竖向梭形裂缝，而端墙的屋面圈梁在屋面板的牵拉下，其两端发生倒八字形的裂缝。
结语：
本文从混凝土的化学、物理过程及力学原理，分析了现浇混凝土梁板裂缝形成机理。分别阐述了水在混凝土中的存在形式、终凝前的裂缝、干燥收缩裂缝、荷载作用裂缝等形成过程及其存在形式，并提出了相应的处理措施。
参考文献：
[1]A.M.内维尔著，李国泮，马贞勇译，混凝土的性能，中国建筑工业出版社，2011.4.
[2]王铁梦著，工程结构裂缝控制，中国建筑工业出版社，1997.1
[3]刘锡良，刘毅轩编著，平板网架设计，中国建筑工业出版社，1979.7.
【关键词】现浇混凝土；梁板；裂缝
1、水在混凝土中的存在形式
现浇混凝土梁板裂缝目前似乎已成为通病。要克服它，就要了解一下混凝土中的一些化学、物理过程，首先是在凝固以前新鲜掺合料的一些化学物理过程。
水泥颗粒在水的浸润下，逐渐由外而内地水解，形成为更多更细小的水化粒子，每个水化粒子内含有化合水和结晶水，总称为化学水。同时粒子的表面上吸附了一层极薄的水膜，叫做吸附水。吸附水的比重大于1.0，不受重力的支配，不会流动。水泥完全水化所需的化学水为干水泥重量的0.23倍，吸附水为干水泥重量的0.19倍，两者共为干水泥重量的0.42倍，亦即水泥全部水化所需的水灰比为0.42。但为了达到一定的合易性并补偿在作业中的水分损耗，一般用的水灰比为0.50或略为多一点。
因为所有的水泥粒子不能一下子彻底水化掉，在一个水化高潮过后，还要持续很长的时期，所以终凝以前还没有用得上的化学水、吸附水以及其他富余的水都存放在水泥浆内的毛细孔里，成为毛细孔水。毛细孔水是普通水，受重力的支配，可以流动，容易蒸发，而且随时可提供给继续水化之用。
另外水化的结果发生体积减缩，即水化生成物的总体积小于原来干水泥的绝对体积与所加入的水的体积的总和，其减缩量约为原来干水泥绝对体积的1%，称为水化收缩。这是水泥浆内必然出现毛细孔的原因之一。
2、终凝前的裂缝——早期裂缝
糊状的新拌合料在模板内经过振捣，其流动性加大，比重较大的颗粒往下沉，同时气泡、水分和比重较轻的物质往上浮，集中到表层，叫做泌水或浮浆现象，实际这是一种特殊的沉降过程，这种沉降一直持续到拌合料凝固为止。如果受到上部钢筋、大颗粒骨料、模板摩擦等的阻碍，沉降不均匀，便会产生沉降裂缝。另外，终凝之前，自由水从毛细孔里蒸发掉，毛细孔便闭合，从而导致体积收缩，与上述的水化收缩一起叫做塑性收缩，如果收缩受到了阻碍便发生收缩裂缝。影响收缩开裂的主要因素，即促使蒸发的主要因素为：温度、相对湿度和风速，美国混凝土学会提出以下三种温度、湿度配合会引发收缩裂缝：41℃-90%，35℃-70%，24℃-30%。
终凝以前出现的裂缝统称为早期裂缝，能促成早期裂缝的因素还有温度降。白天在烈日高温下浇注成的梁板，经一个凉爽的夜晚便会裂缝，这种现象即便在低温季节也一样会发生。早期裂缝一般是由沉降所引发而被收缩和降温所加剧的。
3、干燥收缩裂缝
终凝后，拌合料已成为固体混凝土，毛细水蒸发掉后的毛细孔不再会闭合，不再引发收缩。但若进一步地干燥后，迫使吸附水进入毛细孔中然后蒸发，水化粒子之间因为失去了吸附水膜而更加紧密，从而导致体积收缩，叫做干燥收缩。干燥收缩遇到阻碍便可能引发干燥收缩裂缝。
影响干燥收缩的因素很多，如水泥标号、水泥品种、水泥细度、水泥用量、水灰比、骨料种类、振捣情况、构件断面大小、暴露条件以及配筋数量等等。标准情况下混凝土的干缩率为32.4×10-5，与年最大温差下的冷缩率大致相当。常见的干燥收缩裂缝有：
1.过早地拆掉侧模，梁的两侧出现均匀分布的竖向梭形裂缝，一般情况下裂缝上不到顶，下不到底，但在特殊情况下，例如梁的高度不大，且顶、底部具有较强的纵向约束，在拆去侧模后，经干燥和强降温联合作用下，裂缝可能在两侧中部沿水平方向开展。这样的问题只要施工措施得当应可避免。
2.跨度3米左右的单向板，在板中央沿短跨方向开展的裂缝，严重者裂缝的两端伸展到墙并将楼板裂穿。因为这个部位的收缩力最大而抵抗力最为薄弱，再加上干缩与冷缩并施所致。故这样的地方应设抗裂钢筋网来解决。
3.负弯矩钢筋较粗，分布较密的楼板上，沿负筋末端所在直线的裂缝。原因是每根钢筋像一根悬臂弹簧，振捣时钢筋的下弯部分如同一个小的振捣棒，在其附近形成一个柱状的离析体，一整列离析柱体形成一个离析带，凝固后的强度较低，在干燥和冷缩迭加下形成裂缝，一般为沿板的長跨方向开展，而且往往两头延伸到墙，向下裂到板底。预防办法是不让所有负筋的末端排列在一条直线上，并在施工中用支架将负筋架起来，消除悬臂状态。
4.干燥收缩会使所有的早期裂缝加剧。
4、荷载作用裂缝
严格讲来，荷载裂缝的表现因结构情况和荷载施加情况而异，很难一概而论，这里只涉及几种刚竣工或入居不久即发现的应力裂缝。一般这时设计荷载尚未完全到位。其主要表现有：
1.单向板中央沿长跨方向开展的裂缝.
2.两边为终端且嵌入砖墙内楼板角部的斜裂缝。
3.拟似板角斜裂缝
室内一侧为卫生间时，房间楼板平面为“刀”形。其主要部分的工作状况与四边支承板一样，只是沿卫生间墙的支承边的一小段为过道所代替而已。所以在主房间的此一角部照样有对角线方向的负弯矩发生，但却没有抵抗它的上部构造钢筋，因为规范只要求“当墙的阳角突到板内时，亦应沿墙布置构造钢筋。”显然这样布置的构造钢筋不能抵抗斜向的负弯矩。实际上所有这类的地方几乎无一幸免地出现了斜裂缝。
4.梁上的斜裂缝和弯矩裂缝
有时在梁上远离支点处发生有斜裂缝，严重者将梁体两面裂穿（两面对应出现）。这可能是在梁体尚未达足够强度时，此处的模板支柱突然松动，或者是在拆模板时，由于作业顺序不当，最后拆除的一根支柱突然被打掉时的巨大反弹作用引起的。当最后打掉的支柱在梁的中部时，可能引发弯曲裂缝。
5.冷裂缝
突出暴露在风口处的混凝土梁，混凝土长墙或端墙的屋面圈梁，在剧烈寒风袭击下，梁可能被拦腰齐茬裂断，长墙的中央会发生竖向梭形裂缝，而端墙的屋面圈梁在屋面板的牵拉下，其两端发生倒八字形的裂缝。
结语：
本文从混凝土的化学、物理过程及力学原理，分析了现浇混凝土梁板裂缝形成机理。分别阐述了水在混凝土中的存在形式、终凝前的裂缝、干燥收缩裂缝、荷载作用裂缝等形成过程及其存在形式，并提出了相应的处理措施。
参考文献：
[1]A.M.内维尔著，李国泮，马贞勇译，混凝土的性能，中国建筑工业出版社，2011.4.
[2]王铁梦著，工程结构裂缝控制，中国建筑工业出版社，1997.1
[3]刘锡良，刘毅轩编著，平板网架设计，中国建筑工业出版社，1979.7.