混凝土结构裂缝控制概要.doc

混凝土结构非受力裂缝控制 刘彦辉，宋本立，宋向茹 （北京城建八建设发展有限公司，北京 100192） 摘 要：通过混凝土收缩变形的计算，说明不同施工条件下混凝土的收缩变形存在很大差别，并说明混凝土的收缩裂缝是可以控制的。 关键词：收缩变形；极限延伸率 Non-mechanical crack control of concrete structure LIU Yanhui，SONG Benli，SONG Xiangru （Beijing Urban Construction Development Co.，eight Beijing，100192） Abstract：Through the calculation of concrete shrinkage deformation， it is illustrated that there is large difference among the shrinkage deformation of concrete under different construction conditions， and the shrinkage crack of concrete can be controlled. Keywords：Shrinkage deformation；Ultimate elongation ratio 1 概述 混凝土结构在未承受外部荷载的条件下由于混凝土内部因素、施工因素与环境因素的作用产生的裂缝，称作非受力裂缝。混凝土是由多种材料混合并经过物理化学变化而形成的一种非均质的物体。由于组成混凝土的各种材料之间要求具有严格的比例，而其物理性能（例如线膨胀系数等）又存在一定差异，所以如果不能按照规范认真配制与施工，就会发生混凝土表面开裂的质量问题，也有可能发生混凝土强度不足造成重大事故。由于混凝土是建设工程中常用的最大宗的建筑材料，所以如何保证混凝土的产品质量应该引起足够的重视。混凝土的质量缺陷中最常见的是裂缝，本文就混凝土结构产生裂缝的原因与对策作一些分析。 由于组成混凝土的各种材料的物理性能不完全相同，即使混凝土的生产及施工过程完全符合规范要求，如果从微观角度观察，混凝土表面与内部仍然会产生不同程度的裂缝，只不过这些裂缝有的是肉眼可见的，有的是肉眼不可见的。按照裂缝的严重程度，可分为无害裂缝与有害裂缝两类。前者在规范上可以允许的，即不需要处理就可以验收的裂缝；后者在规范上是不允许的，必须在施工中努力避免并应在事后经过认真处理才能验收的裂缝。 根据裂缝形成的条件不同，可以将混凝土裂缝分为收缩裂缝与温度裂缝两大类。前者是指由于各种原因造成混凝土收缩而导致的裂缝，包括干燥收缩（又称作干缩）、塑性收缩、碳化收缩、化学减缩及自收缩等；后者是指由于混凝土内部与表面温差过大（指混凝土的表面温度低于其内部温度而产生的温差）造成混凝土的表面收缩（又称作冷缩）所导致的裂缝。可见从严格意义上来说混凝土的裂缝都是由于收缩造成的。混凝土的收缩又分为自由收缩与限制收缩两类。自由收缩是指混凝土块体假定不受任何约束条件影响（包括摩擦力）而产生的收缩，自由收缩条件下不会在混凝土内部产生拉应力，因而不会导致裂缝的产生；限制收缩是指混凝土块体在收缩过程中受到一定约束而产生的收缩，限制收缩条件下将会在混凝土内部产生拉应力，因而可能导致裂缝的产生。不过真正意义上的自由收缩是不存在的，工程上的混凝土结构一般都会受到钢筋、模板、地基等条件的约束，因而都属于限制收缩。但限制收缩并不一定必然产生裂缝，只有在限制收缩条件下混凝土中引起的拉应力超过了混凝土的抗拉强度或者在混凝土中引起的拉应变（即限制收缩变形）超过了混凝土允许的拉伸变形（即极限延伸率），混凝土才会产生裂缝。一般说来，如果控制得好，混凝土的收缩变形完全可以做到不超过混凝土的极限延伸率，从而可以做到避免裂缝的产生。此外，对于大体积混凝土，由于混凝土内部与表面之间的温差较大，如果疏于管理与控制，就很容易产生温差裂缝，但只要措施得当（例如在混凝土中掺入膨胀剂配制成补偿收缩混凝土），同样可以做到使混凝土的收缩变形与温差变形以及补偿收缩变形三者的代数和不超过混凝土允许的拉伸变形，也同样可以避免裂缝的产生。 本文列举混凝土顶板、墙板等板类结构的裂缝进行计算举例讨论。因为板类结构在工程中是大量存在的，其中产生的裂缝也是比较常见的；同时由于这类结构的厚度较小，其内外温差也就很小，可以忽略不计，即可以单纯地从混凝土的收缩这一个方面进行讨论与分析，使问题能够得以简化。 以下以顶板为例通过不同施工条件下混凝土的抗裂计算说明优化影响混凝土收缩变形的各项因素对降低混凝土收缩变形、避免产生裂缝的实际意义。 2 已知条件 选取结构单元为8500mm×8500mm×1