从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题

从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题

韩学萍

中国二十二冶集团有限公司设计院 河北省唐山市 063000

摘要：混凝土结构是最重要的建筑结构之一，特别是在一些高层建筑中。混凝土结构虽然能提高建筑物的刚度、稳定性和耐久性，但不可避免地存在裂缝等问题。因此，在建筑结构设计中，要注意新技术、新材料的应用，提高结构设计质量，防止混凝土结构裂缝的发生。本文先对混凝土结构裂缝的特征以及出现原因进行分析, 并从建筑结构设计谈混凝土结构裂缝问题的防治。

关键词：建筑结构设计; 混凝土结构; 裂缝防治

导言：近年来，随着我国经济建设的不断发展，这也带动了建筑业的快速可持续发展。但随之而来的施工质量和安全问题也越来越严重，其中最严重的问题是混凝土结构裂缝产生的主要原因。因此，我们应该从各个方面重视混凝土结构裂缝问题，避免裂缝的产生，保证整个建筑的质量。

1 混凝土建筑结构裂缝类型

建筑结构中裂缝问题的成因较为复杂, 混凝土建筑结构裂缝的出现由有可能是某一因素所导致的, 也可能是多种因素共同作用所导致的。

1.1 塑性类型沉降裂缝

在混凝土的沉降阶段中, 如果混凝土骨料材料在其沉降中遇到了模板或者是钢筋的影响, 那么就可能会造成沉降雷锋;其次, 在沉降施工阶段, 如果模板的绑扎技术不达标, 或者是模板出现了移动或者是沉陷, 那么都有可能会对建筑结构的整体质量产生影响, 最终造成混凝土建筑结构开裂。

1.2温度类型应力裂缝

温度类型应力裂缝常会出现在混凝土浇筑操作之后, 这种裂缝出现的核心原因是混凝土其内部以及外部存在温度差所导致的。特别是在一些大型工程中，浇筑作业完成后，混凝土建筑结构内部的热量很难迅速散失，而建筑外部的混凝土温度却在不断降低，它在建筑物内产生张力和应力，影响混凝土建筑结构的质量，建筑结构在浇筑后需要很长时间才能逐渐凝固，处于凝固阶段的混凝土由于没有完全凝固而不具备良好的抗拉能力。一旦混凝土结构承受的拉力超过了它所能承受的最大拉力，结构就会产生裂缝。

1.3塑性类型收缩裂缝

这种塑性建筑裂缝通常出现在建筑物的外表面。塑性收缩裂缝的出现直接关系到浇筑后养护的失败。如果混凝土浇筑完成后不及时覆盖，混凝土表面的水分会随着时间的变化而蒸发，混凝土内部水分蒸发速度较慢。在内外水分蒸发不均的情况下，混凝土建筑结构会出现裂缝，影响建筑结构局部乃至整体的牢固性。在大风或高温的建筑环境中，塑性收缩裂缝尤为突出。

2建筑结构裂缝的成因

2.1建筑表面塑性收缩产生的裂缝

塑性收缩产生的裂缝在建筑物的表面很常见，形成这种裂缝的原因有很多种，一般是由以下原因导致：混凝土表面水分蒸发过快，或模板表面水分被混凝土表面吸收过快。混凝土浇筑完成后，在塑性条件下，混凝土表面水分蒸发过快，浇筑后混凝土表面不会很快被覆盖，从而产生裂缝。天气不好比较容易。如果混凝土3小时不覆盖，水分会在表面挥发。混凝土本身过高的水化热也会导致混凝土快速收缩，进而产生裂缝。

2.2建筑材料引起的裂缝

混凝土将使用水泥、沙子、石头和其他材料。如果水泥质量达不到相应的要求，就会导致混凝土出现裂缝，而泥、石、砂的质量也会直接影响混凝土的质量。这些原材料的配比需要注意，混凝土结构会受到水量和原材料配比的影响。此外，原材料的使用寿命也会对其质量产生影响。所有的原材料都有自己的保质期。一旦使用的原材料超过保质期，其质量将受到影响。使用过期的原材料容易造成混凝土裂缝。

2.3温度差产生的裂缝

混凝土浇筑后，水泥内部的水化热很难被发散出去，这就会导致混凝土内部的温度过高，但是混凝土表面的温度会很快散开，这就会导致混凝土结构的内外产生温度差，使得缓凝土的表面出现拉应力，混凝土的内部出现压应力，进而导致混凝土由于温度差产生裂缝。混凝土的表现以及周围出现较大的温度梯度时，混凝土表面的拉应力就会较大，导致混凝土的龄期较短。混凝土的抗拉强度由于温差产生的拉应力超出了抗拉强度，就会导致混凝土表面出现裂缝。

3控制裂缝的主要施工措施

3.1 选取合适的允许温差

在进行混凝土结构的施工过程中, 温差裂缝出现的重要原因之一就是混凝土的表层与内部存在着过大的温差。因为, 为了防止混凝土结构出现温差裂缝, 设计与施工过程中要对温差进行合理的规定。通过大量的混凝土施工工作, 设计人员与技术人员可以根据实际的施工状况以及工作经验进行容许温差的合理计算与确定。在进行实际的施工工作时, 要将混凝土内外温差值控制在25℃以内, 并且在进行拆模工作时, 要对混凝土的内部温度与自然环境温度的差值进行严格的把控。

3.2 注重混凝土材料的质量控制工作

混凝土材料质量的好坏将会对建筑工程的整体施工质量产生重要的影响, 因而要对混凝土材料的质量进行严格的控制。一方面，在原材料选择过程中，要保证材料性能满足施工设计要求。在这个过程中，我们应该选择原材料的类型。在选择水泥材料时，应尽量选择水化热相对较低的水泥制品。在施工过程中，在保证混凝土性能的前提下，尽量减少水泥用量；另一方面，在进场过程中注意混凝土材料的质量检验，不符合设计要求的水泥材料不得用于施工工作。此外，应严格控制骨料质量，确保骨料含泥量符合设计要求。同时，在施工过程中，应尽量选用硬质石料，级配应符合设计要求。在施工过程中，可根据实际需要在混凝土中加入适当的外加剂，以提高混凝土的性能，防止混凝土裂缝的发生。

3.3 优化混凝土配比设计

在进行混凝土配合比的设计工作时, 要确保水泥的标号和混凝土的设计强度等级一致。在进行具体的配置工作之前, 设计人员要应先进行取样检测工作, 之后再通过调节各种材料的比例关系, 不断进行混凝土配合比的优化工作。另外，在进行配合比设计时，设计人员要了解施工现场的具体情况，如了解施工现场的自然条件，同时要分析混凝土构件的截面尺寸和具体的浇捣工艺，并研究了施工过程中所采用的工艺和技术。另外，在设计过程中应合理设计混凝土材料的坍落度，不断提高混凝土的和易性。为了减少施工过程中高效减水剂的用量，有必要减少高效减水剂的用量。需要注意的是，在设计过程中可以选择适量的低碱或无碱添加剂。

3.4加强混凝土养护

加强混凝土的养护对结构裂缝问题的控制有着重要的促进作用, 在实际情况中可以通过以下方式来加强混凝土的养护: (1) 在养护的初期, 不能通过洒水的方式来进行养护, 待到其放热的高峰期过去后, 才能够采取洒水的方式来进行养护, 同时也要注意对温度的变化进行控制。 (2) 在建筑结构的设计中, 可以通过在混凝土表面盖一层薄膜或是草袋等物质来减少混凝土表面的热扩散, 为其提供一定的潮湿环境, 避免混凝土由于脱水而产生裂缝, 同时, 通过上述方式也能够延长散热的时间, 时混凝土的平均温差保持在较小的波动范围, 避免裂缝的产生。

3.5 制定合适的允许温差

温度对混凝土裂缝问题有着直接的影响，因此有必要通过适当的措施对温度进行合理的控制。正常情况下，为了避免裂缝的发生，必须合理控制各种温差，包括内外温差、温差的允许范围等。在实际应用中，如果混凝土的基础约束不大，则内外温差可以控制在25℃以内，只有减小或不增加，才能保证温差的合理性。此外, 在拆模的过程中, 需要根据混凝土内部最高温度与环境之间的温差的允许范围来进行有效控制, 避免气温的突变引起混凝土性质的变化, 进而导致裂缝的情况出现, 影响整个建筑的耐久性和稳定性。

4结束语

导致建筑结构裂缝的原因很多，包括设计因素、施工因素等。在建筑工程中，要严格按照有关要求和标准进行施工，对每个环节采取科学的预防和应对措施，严格控制建筑结构裂缝，提高施工质量。

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