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摘要：混凝土浇筑后水泥水化热温升较高，聚集在混凝土内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度显著升高，造成混凝土内外温差较大，混凝土表面易产生裂缝。降温阶段，混凝土逐渐散热收缩，混凝土内部易出现贯穿性裂缝。总之混凝土的升降温过程会引起混凝土内部温度应力剧烈变化而导致混凝土结构产生有害裂缝，施工难度较大。本文以混凝土施工阶段的裂缝控制为研究对象，在对裂缝的种类及成因进行分析的基础上，阐述了混凝土裂缝控制的理论及措施。
中图分类号： TU7 文献标识码： A
关键词：建筑施工混凝土 裂缝控制与预防
一、裂缝的种类
1、微观裂缝与宏观裂缝
现代混凝土研究已经证实，在尚未受荷的钢筋混凝土结构中存在着肉眼看不见的微观裂缝，有些学者据此建立了混凝土构造模型并通过弹性理论计算，从理论上证明了变形约束应力可以引起微裂缝。一般认为，混凝土的微裂缝主要有以下三种:
(1)粘着裂缝，是指集料水泥石的粘接面上的裂缝，主要沿集料周围出现;
(2)水泥石裂缝，是指水泥浆中的裂缝，出现在集料与集料之间;
(3)集料裂缝，是指集料本身的裂缝。
在这三种裂缝中，前两种较多，集料裂缝出现较少。混凝土的微裂缝主要指粘着裂缝和水泥石裂缝。微裂缝的存在，对混凝土的基本性质，比如弹塑性、徐变、各种强度、变形、泊松比、结构刚度、化学反应等产生重要影响。荷载试验表明，当混凝土受压，荷载在30%极限强度相应的荷载以下时，微裂缝几乎不变;到30%~70%荷载时微裂缝开始扩展并增加;到70%~90%荷载时，微裂缝显著地扩展并迅速增多，且微裂缝之间相互串连起来，直至完全破坏。
微裂缝的原因可按混凝土的构造理论加以解释，即视混凝土为集料、水泥石、气体、水分等组成的非均质材料。混凝土水化和硬化的同时，产生不均匀的体积变形:水泥石收缩较大，集料收缩小;水泥石的热膨胀系数大，集料较小。它们之间的非自由变形产生了相互约束应力。按照构造理论简单的计算模型，假定圆形集料不变形且均匀地分布于均质弹性水泥石中，水泥石产生收缩变形引起内应力就会导致粘着微裂缝出现。
混凝土微裂缝是肉眼不可见的。肉眼可见裂缝范围一般以0. 05mm为界，大于或等于0. 05mm的裂缝称为宏观裂缝，宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果。一般工业与民用建筑中，宽度小于0. 05mm的裂缝对使用功能不影响，因此可以假定裂缝小于0. 05mtn的结构为无裂缝结构。
2、温度裂缝
混凝土随着温度的变化而发生膨胀或收缩，成为温度变形。对于大体积混凝土施工阶段来说，裂缝由于温度变形而引起的，可称为初始裂缝或早期裂缝。大体积混凝土内出现的裂缝，按其深度一般可分为表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝等三种。贯穿裂缝切断了结构断面，可能破坏结构整体性、耐久性和防水性，影响正常使用，危害严重。深层裂缝部分切断了结构断面，也有一定危害性。表面裂缝虽然不属于结构性裂缝，但在混凝土收缩时，由于表面裂缝处断面削弱且易产生应力集中，能促使裂缝进一步开展。
二、裂缝产生的原因分析
1、干燥收缩
混凝土置于未饱和空气中，因水分散失而引起的体积收缩变形称为干燥收缩。混凝土干燥收缩主要是由水泥石的干燥收缩造成的，水泥石干燥收缩的理论有毛细管张力学说、表面吸附学说、夹层水学说等，无论是哪种学说，都认为是水分蒸发引起混凝土的干燥收缩。混凝土的水分蒸发、干燥是由外向内、由表及里逐渐发展的，过程非常缓慢，产生干燥、收缩裂缝多数是在一个月以后，有时甚至一年半载后。干缩裂缝一般产生在表层很浅的部位，裂缝细微，宽度通常在0. 05mm~0. 2mm之间，走向纵横交错呈龟裂状，没有规律性，常常不为人们所重视，但是干缩裂缝会加快混凝土碳化，导致钢筋锈蚀，不仅会严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性，对大体积混凝土而言，表面裂缝会发展成为更严重的裂缝，影响结构的耐久性和承载能力。
2、温度收缩
混凝土随温度下降而发生的收缩称为温度收缩，简称冷缩。对于大体积混凝土，裂缝的产生主要是由于温度变化引起的。因此，如何尽量减少温度收缩变形是一个及其重要的问题。在无约束条件下，混凝土温差△T所引起的温度收缩变形是△T与混凝土热膨胀系数a的乘积(即a·△T)。混凝土热膨胀系数一般为0.10x 10-4／℃ ，而水泥浆体的热膨胀系数为1.3x 10-4／℃，骨料的热膨胀系数则与骨料的品种有关，石灰岩质骨料的值一般为((0. 60--0. 70)x 10-5／℃ ，这三种材料(混凝土、水泥浆体、骨料)热膨胀系数的差别使混凝土在降温的过程中产生内部局部温度应力。另外由于混凝土结构的热传导性能差，混凝土的外部温度可能已接近环境温度，而内部温度仍处于原始状态，从整体结构温度分布来看，在混凝土结构中形成较大的温度梯度，从而产生相当大的结构温差应力。上述两种不同形式的温度应力相叠加，造成混凝土承受相当大的温度应力，有时甚至比荷载产生的应力还大。
三、裂缝控制方法
1、结构平面布置
建筑平面宜规则，避免平面形状突变。当平面有凹口时，凹口处外横墙宜与内横墙拉通对齐，并肩在凹口处边缘设置拉粱，其羲面及配筋不宜太小、;凹口周边楼板宜适当加厚并加强配筋，宜考虑该处楼板负筋拉通，使能抵抗在此处集中的温力及混凝土收缩应力。由于建筑标准对通风、采光、日照、明厅、明卫的要求，因此建筑平面不规则，凹凸布局比较普遍。在叩口处，楼板宽度减少很多，温度应力和混凝土收缩应力很容易在此处集中，导致该处楼板贯穿性拉裂。特别是结构层面中部凹口处，按“长墙及地基板的温度收缩应力”理论，水平应力最大，楼板结构配筋设计应予以构造性加强。
2、对于连续长度较长的外墙，建筑上可以考虑设置大的落地门窗和八角窗
以减小墙端部处温差应力，避免楼板切角裂缝的产生。转角窗处楼板宜加设暗拉
梁。减少外墙和室内楼板的温差一般很难做到，根据裂缝控制“放”的原则，通
過减小外墙的连续长度来减小温差应力。
3、当楼房长度大于60m时，可在房屋中部设置收缩后浇带或设置沉降缝，以减小混凝土收缩应力及温度应力的影响。当建筑物地基可能具有不均匀沉降
时，也可设置后浇带或设置沉降缝，避免沉降裂缝的产生。根据“长墙及地基板
的温度收缩应力”理论，在房屋中部处，由混凝土收缩和温度变形产生的纵向拉
应力最大，在此处设置后浇带或设置沉降缝，可减小相应影响。
4、后浇带的有效作用
现行规范的伸缩缝规定控制开裂与否的唯一因素是结构长度。然而根据大量
现场调查，引起结构裂缝的原因是综合性的，结构长度只是影响温度收缩应力综
合因素之一，而不是唯一的因素。仅就长度而言，结构长度与应力呈非线性关系，
如结构长度小于规范的规定，似乎结构内力影响很小，伸缩缝或后浇带可以有效
地控制裂缝。但是对于承受很大温差和收缩作用的现浇楼板、大截面梁、剪力墙
及长墙等约束度较高的结构，裂缝的概率仍然很高。此外，由于综合因素的关系，
有些工程长度超过规范的规定并没有开裂。从防水角度分析，由于近代建筑规模
日趋宏大，超长、超宽、超厚结构都日趋增多，永久性的变形缝(包括伸缩缝、
沉降缝、抗震缝)给工程的防水质量带来严重不利，止水带渗漏是常见而又难以
处理的质量缺陷。所以，后浇带的应用是一种进步，但并不是在任何条件下都能
奏效。利用后浇带取代永久伸缩缝时应当注意以下两个问题:
1)后浇带中清理垃圾困难，接缝不密实，防水质量差，后期可能形成两条裂缝，因此后浇带的构造很重要;
2)后浇带的间距不宜过长(30m左右)，填充封闭时间不宜过短，以能将总降温及收缩变形进行一半以上的时间为佳，从目前混凝土的收缩量来看，估计3 -6
个月方能取得明显效果，最短不少于45d;在软土地区，填充时间在结构封顶以后，方可有效地释放差异沉降的应力。
5、 混凝土构件厚度
对现浇楼板板厚宜≥L/30一L/35(L为单向板跨度或双向板短向跨度)，一般设计厚度不宜小于100mm(厨房、浴厕、阳台板不得小于90mm)，屋面板厚度宜大于等于120mm。对现浇剪力墙结构，外墙墙厚宜大于160mm，其中地下室外墙墙厚宜大于250mm。
就现浇混凝土楼板的最小厚度问题，GB50010-2002在考虑钢筋锚固、耐久
性等因素而确定的最小厚度，对于民用建筑单向板仅要求为60mm，对于雙向板
仅要求为80mm。楼板厚度越薄，相应产生的混凝土干缩应力亦越大。根据工程
设计经验，厚度低于100mm的楼板的温度—收缩裂缝很难控制。从构造角度，
并考虑经济合理的原则，提出混凝土现浇楼板的适宜厚度。
6、新浇筑混凝土的养护问题
1）、潮湿养护
混凝土浇筑后，在其表面不断地补给水分。补给水分的方法有淋水、湿砂层、湿麻袋或草袋等，最好在表面盖1层塑料薄膜，这样水可渗入但又起到保湿作用。潮湿养护的时间越长越好，但是考虑到工期等因素一般不少于半个月，重大工程应不少于1个月。混凝土浇筑后数月内，即便养护完毕，也不宜长期直接暴露于风吹日晒的条件下。
2）、养护剂涂层
必须注意养护剂的质量及必要的涂层厚度，同时还应提供一定的潮湿养护条件，覆盖1层塑料薄膜，特别要注意地下室外墙1层底板及出地面1层楼板的养护。
3）、自动给水养护
对于一些长墙、长梁等结构，可采用自动喷淋管(塑料管带有细孔)，长期连续的淋水养护，效果较好。
4）、保温养护
可采用2~3层草袋或草垫之类的保温层，如水工领域采用的保温被(纤维编织布中填泡沫塑料)是有效的大面积保温措施，有条件的地方也可以应用;工民建领域，冬季设置蓄热棚保温，棚内用碘乌灯或其它热源补给热量。有条件时，在冬季施工中尽可能利用混凝土的水化热进行“自养护”。
结束语：
本文在初步探讨了混凝土在施工中裂缝的成因进行了分析，从几个方面对积混凝土施工中的裂缝控制进行研究，以期对其它类似工程的施工过程有参考作用。
参考文献
[1]王铁梦，工程结构裂缝控制，中国建筑工业出版社，1998
[2]高越美，混凝土裂缝解析与防治，青岛大学报，2002年6月
中图分类号： TU7 文献标识码： A
关键词：建筑施工混凝土 裂缝控制与预防
一、裂缝的种类
1、微观裂缝与宏观裂缝
现代混凝土研究已经证实，在尚未受荷的钢筋混凝土结构中存在着肉眼看不见的微观裂缝，有些学者据此建立了混凝土构造模型并通过弹性理论计算，从理论上证明了变形约束应力可以引起微裂缝。一般认为，混凝土的微裂缝主要有以下三种:
(1)粘着裂缝，是指集料水泥石的粘接面上的裂缝，主要沿集料周围出现;
(2)水泥石裂缝，是指水泥浆中的裂缝，出现在集料与集料之间;
(3)集料裂缝，是指集料本身的裂缝。
在这三种裂缝中，前两种较多，集料裂缝出现较少。混凝土的微裂缝主要指粘着裂缝和水泥石裂缝。微裂缝的存在，对混凝土的基本性质，比如弹塑性、徐变、各种强度、变形、泊松比、结构刚度、化学反应等产生重要影响。荷载试验表明，当混凝土受压，荷载在30%极限强度相应的荷载以下时，微裂缝几乎不变;到30%~70%荷载时微裂缝开始扩展并增加;到70%~90%荷载时，微裂缝显著地扩展并迅速增多，且微裂缝之间相互串连起来，直至完全破坏。
微裂缝的原因可按混凝土的构造理论加以解释，即视混凝土为集料、水泥石、气体、水分等组成的非均质材料。混凝土水化和硬化的同时，产生不均匀的体积变形:水泥石收缩较大，集料收缩小;水泥石的热膨胀系数大，集料较小。它们之间的非自由变形产生了相互约束应力。按照构造理论简单的计算模型，假定圆形集料不变形且均匀地分布于均质弹性水泥石中，水泥石产生收缩变形引起内应力就会导致粘着微裂缝出现。
混凝土微裂缝是肉眼不可见的。肉眼可见裂缝范围一般以0. 05mm为界，大于或等于0. 05mm的裂缝称为宏观裂缝，宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果。一般工业与民用建筑中，宽度小于0. 05mm的裂缝对使用功能不影响，因此可以假定裂缝小于0. 05mtn的结构为无裂缝结构。
2、温度裂缝
混凝土随着温度的变化而发生膨胀或收缩，成为温度变形。对于大体积混凝土施工阶段来说，裂缝由于温度变形而引起的，可称为初始裂缝或早期裂缝。大体积混凝土内出现的裂缝，按其深度一般可分为表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝等三种。贯穿裂缝切断了结构断面，可能破坏结构整体性、耐久性和防水性，影响正常使用，危害严重。深层裂缝部分切断了结构断面，也有一定危害性。表面裂缝虽然不属于结构性裂缝，但在混凝土收缩时，由于表面裂缝处断面削弱且易产生应力集中，能促使裂缝进一步开展。
二、裂缝产生的原因分析
1、干燥收缩
混凝土置于未饱和空气中，因水分散失而引起的体积收缩变形称为干燥收缩。混凝土干燥收缩主要是由水泥石的干燥收缩造成的，水泥石干燥收缩的理论有毛细管张力学说、表面吸附学说、夹层水学说等，无论是哪种学说，都认为是水分蒸发引起混凝土的干燥收缩。混凝土的水分蒸发、干燥是由外向内、由表及里逐渐发展的，过程非常缓慢，产生干燥、收缩裂缝多数是在一个月以后，有时甚至一年半载后。干缩裂缝一般产生在表层很浅的部位，裂缝细微，宽度通常在0. 05mm~0. 2mm之间，走向纵横交错呈龟裂状，没有规律性，常常不为人们所重视，但是干缩裂缝会加快混凝土碳化，导致钢筋锈蚀，不仅会严重损害薄壁结构的抗渗性和耐久性，对大体积混凝土而言，表面裂缝会发展成为更严重的裂缝，影响结构的耐久性和承载能力。
2、温度收缩
混凝土随温度下降而发生的收缩称为温度收缩，简称冷缩。对于大体积混凝土，裂缝的产生主要是由于温度变化引起的。因此，如何尽量减少温度收缩变形是一个及其重要的问题。在无约束条件下，混凝土温差△T所引起的温度收缩变形是△T与混凝土热膨胀系数a的乘积(即a·△T)。混凝土热膨胀系数一般为0.10x 10-4／℃ ，而水泥浆体的热膨胀系数为1.3x 10-4／℃，骨料的热膨胀系数则与骨料的品种有关，石灰岩质骨料的值一般为((0. 60--0. 70)x 10-5／℃ ，这三种材料(混凝土、水泥浆体、骨料)热膨胀系数的差别使混凝土在降温的过程中产生内部局部温度应力。另外由于混凝土结构的热传导性能差，混凝土的外部温度可能已接近环境温度，而内部温度仍处于原始状态，从整体结构温度分布来看，在混凝土结构中形成较大的温度梯度，从而产生相当大的结构温差应力。上述两种不同形式的温度应力相叠加，造成混凝土承受相当大的温度应力，有时甚至比荷载产生的应力还大。
三、裂缝控制方法
1、结构平面布置
建筑平面宜规则，避免平面形状突变。当平面有凹口时，凹口处外横墙宜与内横墙拉通对齐，并肩在凹口处边缘设置拉粱，其羲面及配筋不宜太小、;凹口周边楼板宜适当加厚并加强配筋，宜考虑该处楼板负筋拉通，使能抵抗在此处集中的温力及混凝土收缩应力。由于建筑标准对通风、采光、日照、明厅、明卫的要求，因此建筑平面不规则，凹凸布局比较普遍。在叩口处，楼板宽度减少很多，温度应力和混凝土收缩应力很容易在此处集中，导致该处楼板贯穿性拉裂。特别是结构层面中部凹口处，按“长墙及地基板的温度收缩应力”理论，水平应力最大，楼板结构配筋设计应予以构造性加强。
2、对于连续长度较长的外墙，建筑上可以考虑设置大的落地门窗和八角窗
以减小墙端部处温差应力，避免楼板切角裂缝的产生。转角窗处楼板宜加设暗拉
梁。减少外墙和室内楼板的温差一般很难做到，根据裂缝控制“放”的原则，通
過减小外墙的连续长度来减小温差应力。
3、当楼房长度大于60m时，可在房屋中部设置收缩后浇带或设置沉降缝，以减小混凝土收缩应力及温度应力的影响。当建筑物地基可能具有不均匀沉降
时，也可设置后浇带或设置沉降缝，避免沉降裂缝的产生。根据“长墙及地基板
的温度收缩应力”理论，在房屋中部处，由混凝土收缩和温度变形产生的纵向拉
应力最大，在此处设置后浇带或设置沉降缝，可减小相应影响。
4、后浇带的有效作用
现行规范的伸缩缝规定控制开裂与否的唯一因素是结构长度。然而根据大量
现场调查，引起结构裂缝的原因是综合性的，结构长度只是影响温度收缩应力综
合因素之一，而不是唯一的因素。仅就长度而言，结构长度与应力呈非线性关系，
如结构长度小于规范的规定，似乎结构内力影响很小，伸缩缝或后浇带可以有效
地控制裂缝。但是对于承受很大温差和收缩作用的现浇楼板、大截面梁、剪力墙
及长墙等约束度较高的结构，裂缝的概率仍然很高。此外，由于综合因素的关系，
有些工程长度超过规范的规定并没有开裂。从防水角度分析，由于近代建筑规模
日趋宏大，超长、超宽、超厚结构都日趋增多，永久性的变形缝(包括伸缩缝、
沉降缝、抗震缝)给工程的防水质量带来严重不利，止水带渗漏是常见而又难以
处理的质量缺陷。所以，后浇带的应用是一种进步，但并不是在任何条件下都能
奏效。利用后浇带取代永久伸缩缝时应当注意以下两个问题:
1)后浇带中清理垃圾困难，接缝不密实，防水质量差，后期可能形成两条裂缝，因此后浇带的构造很重要;
2)后浇带的间距不宜过长(30m左右)，填充封闭时间不宜过短，以能将总降温及收缩变形进行一半以上的时间为佳，从目前混凝土的收缩量来看，估计3 -6
个月方能取得明显效果，最短不少于45d;在软土地区，填充时间在结构封顶以后，方可有效地释放差异沉降的应力。
5、 混凝土构件厚度
对现浇楼板板厚宜≥L/30一L/35(L为单向板跨度或双向板短向跨度)，一般设计厚度不宜小于100mm(厨房、浴厕、阳台板不得小于90mm)，屋面板厚度宜大于等于120mm。对现浇剪力墙结构，外墙墙厚宜大于160mm，其中地下室外墙墙厚宜大于250mm。
就现浇混凝土楼板的最小厚度问题，GB50010-2002在考虑钢筋锚固、耐久
性等因素而确定的最小厚度，对于民用建筑单向板仅要求为60mm，对于雙向板
仅要求为80mm。楼板厚度越薄，相应产生的混凝土干缩应力亦越大。根据工程
设计经验，厚度低于100mm的楼板的温度—收缩裂缝很难控制。从构造角度，
并考虑经济合理的原则，提出混凝土现浇楼板的适宜厚度。
6、新浇筑混凝土的养护问题
1）、潮湿养护
混凝土浇筑后，在其表面不断地补给水分。补给水分的方法有淋水、湿砂层、湿麻袋或草袋等，最好在表面盖1层塑料薄膜，这样水可渗入但又起到保湿作用。潮湿养护的时间越长越好，但是考虑到工期等因素一般不少于半个月，重大工程应不少于1个月。混凝土浇筑后数月内，即便养护完毕，也不宜长期直接暴露于风吹日晒的条件下。
2）、养护剂涂层
必须注意养护剂的质量及必要的涂层厚度，同时还应提供一定的潮湿养护条件，覆盖1层塑料薄膜，特别要注意地下室外墙1层底板及出地面1层楼板的养护。
3）、自动给水养护
对于一些长墙、长梁等结构，可采用自动喷淋管(塑料管带有细孔)，长期连续的淋水养护，效果较好。
4）、保温养护
可采用2~3层草袋或草垫之类的保温层，如水工领域采用的保温被(纤维编织布中填泡沫塑料)是有效的大面积保温措施，有条件的地方也可以应用;工民建领域，冬季设置蓄热棚保温，棚内用碘乌灯或其它热源补给热量。有条件时，在冬季施工中尽可能利用混凝土的水化热进行“自养护”。
结束语：
本文在初步探讨了混凝土在施工中裂缝的成因进行了分析，从几个方面对积混凝土施工中的裂缝控制进行研究，以期对其它类似工程的施工过程有参考作用。
参考文献
[1]王铁梦，工程结构裂缝控制，中国建筑工业出版社，1998
[2]高越美，混凝土裂缝解析与防治，青岛大学报，2002年6月