【摘要】當前，超長混凝土結(jié)構(gòu)數(shù)量日漸增多，與普通換凝土相比，超長結(jié)構(gòu)混凝土產(chǎn)生的溫度收縮及干燥收縮更大，因此裂縫控制更加困難。本文從超長混凝土框架結(jié)構(gòu)裂縫機理入手，從材料、結(jié)構(gòu)、施工三大方面，提出裂縫控制措施，有一定指導(dǎo)意義。

　【關(guān)鍵詞】超長混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫；控制

　　一、超長混凝土框架結(jié)構(gòu)裂縫機理

　�。�1）混凝土結(jié)構(gòu)受力裂縫──混凝土結(jié)構(gòu)在荷載作用下所引起的裂縫。（2）混凝土化學反應(yīng)脹裂──混凝土內(nèi)部某種化學反應(yīng)物的膨脹力所引起的裂縫。（3）混凝土的塑態(tài)裂縫──混凝土在澆筑后呈塑性狀態(tài)時因收縮或沉降等所引起的裂縫。（4）混凝土變形約束裂縫──混凝土收縮、溫度變化及不均勻沉降受到約束作用所引起的拉伸開裂�；炷�土實際裂縫可能是上述各類裂縫的組合效應(yīng)。其中，第一類裂縫不可避免，一般鋼筋混凝士結(jié)構(gòu)構(gòu)件是依靠配筋來控制裂縫寬度。第二類裂縫有其特定起因，數(shù)量不多。第三類裂縫可利用合理的施工措施加以解決。據(jù)國內(nèi)外資料表明，以第四類為主的裂縫約占裂縫總數(shù)的80％，因此研究該類裂縫的產(chǎn)生機理及解決辦法意義深遠，此類裂縫也即是本文筆者主要的研究對象，為簡便起見，將該類約束裂縫稱為溫度及收縮裂縫。溫度及收縮裂縫的產(chǎn)生機理主要概括如下：因溫差及收縮作用，柱和墻等發(fā)生豎向變形，比較自由；而粱板的變形會受到柱和墻等豎向結(jié)構(gòu)的約束，在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力，相應(yīng)的應(yīng)力就稱為溫度及收縮應(yīng)力，也可簡稱為溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力的產(chǎn)生機理與荷載應(yīng)力完全不同，兩者區(qū)別具體如圖1所示，通過對比可見，荷載作用是一種直接作用，而溫度及收縮作用是一種間接作用，與約束有著密切的關(guān)系。當溫度及收縮應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度即產(chǎn)生裂縫。重所周知，混凝土是一種抗拉強度低，變形小，破壞突然的脆性材料，而混凝土抗拉伸能力一般較弱，而結(jié)構(gòu)在施工過程和使用過程中，幾乎不可避免溫度升降、收縮及約束作用，因此也就導(dǎo)致了混凝土工程裂縫的產(chǎn)生，而此問題，在超長混凝土框架結(jié)構(gòu)中表現(xiàn)得尤為突出。

　　二、材料控制措施

　�。�1）應(yīng)用減水劑。根據(jù)Powers．T．C等人提出的干縮毛細管張縮理論，造成混凝土的收縮的一大因素是存在水泥膠凝孔隙中的水分發(fā)生的毛細管張力所為，因此，要降低混凝土的干縮，就必須設(shè)法降低毛細管的數(shù)量或降低毛細管的表面張力。毛細孔是由于混凝土中滿足水泥水化成水泥石以外的多余的水分蒸發(fā)后形成的，要減少毛細孔生成直接有效的方法就是采用減水劑減少混凝土拌和用水量，從而減少混凝土中的游離水蒸發(fā)時遺留下來的毛孔體積。（2）添加混凝劑。摻加緩凝劑雖然不能減少水泥的總發(fā)熱量，但能有效的減小混凝土的內(nèi)外溫差，通過利用緩凝劑，推遲最高溫升出現(xiàn)時間，從而對混凝土絕熱溫升產(chǎn)生延峰、削峰的作用，控制裂縫。但在使用緩凝劑時必須注意緩凝時間長引起的泌水現(xiàn)象。（3）添加膨脹劑。主要是利用膨脹劑來補償混凝土收縮的影響。膨脹劑的作用主要發(fā)生在早期，混凝土初期收縮變形比較大，能解決混凝土的早期裂縫。目前工程界普遍使用的UEA補償收縮混凝土，水泥中摻10％～12％UEA膨脹劑拌制成的補償收縮混凝土，其限制膨脹率為2～4×10-4，在鋼筋和鄰位的約束下，可在結(jié)構(gòu)中建立0.2～0.77MPa的預(yù)壓應(yīng)力，大致可以抵消混凝土硬化過程中干燥和水化熱引起的拉應(yīng)力。

　　三、結(jié)構(gòu)設(shè)計控制措施

　�。�1）采取良好的保溫隔熱措施，采用高效保溫材料，屋面保溫隔熱層和外圍護墻選用保溫隔熱性能好的材料等，嚴格滿足建筑節(jié)能設(shè)計標準。（2）當前，后澆帶是列入高規(guī)中的設(shè)計人員常采用的方法，高規(guī)規(guī)定后澆帶間距為30m～40m，實踐中，筆者建議應(yīng)結(jié)合建筑物的長度、氣候環(huán)境特點綜合考慮，一般應(yīng)控制在30m左右；位置可設(shè)在小跨梁開間或受力較小的部位，一般可在梁跨三分之一處；平面布置時要注意梁的布置宜平行于后澆帶以免梁截斷太多；后澆帶視具體情況可沿平面曲折通過。對后澆帶的寬度，高規(guī)規(guī)定為800～1000mm，建議預(yù)留的寬度要考慮滿足鋼筋錯開搭接要求，可允許大于1000mm。后澆帶澆筑時間一般應(yīng)保證兩個月后澆筑。（3）樓板配筋時考慮溫度和收縮應(yīng)力，將這部分配筋與受力鋼筋疊加，沿長度方向中間協(xié)區(qū)域上部鋼筋有50％鋼筋拉通。根據(jù)計算結(jié)果，對梁柱采取加強措施，特別是邊柱和中部橫梁，按計算結(jié)果加強了配筋。長度大于30m的梁，其腰筋加大加密。（4）屋面板、陽臺板、外廊板等外露室外現(xiàn)澆板(含施工期間主體暴露時間較長的室內(nèi)現(xiàn)澆板)以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的雙向連續(xù)板等溫度收縮應(yīng)力較大的板，均應(yīng)在板面(即板的受壓區(qū))配置不小于

　　6@200雙向鋼筋網(wǎng)片，或支座鋼筋間隔全跨貫通，但間距不宜大于200mm，每一方向配筋率不宜小于0.1％。以上板在有受力鋼筋處，實配鋼筋尚應(yīng)考慮溫度收縮應(yīng)力影響予以適當增大。

　　四、施工控制措施

　　（1）對于工程中混凝土原材料的質(zhì)量要嚴格控制，特別是骨料的含泥量控制在l％以下；嚴格控制水灰比，C30砼水灰比控制在0.4，從而大大減少混凝土的干縮；水泥選用水化熱較低的普通硅酸鹽水泥，在保證強度前提下，摻入適量粉煤灰，既增加和易性，又降低水化熱。（2）施工中，混凝土原材料的模溫度應(yīng)盡量降低，選用中低熱水泥，埋入冷卻管，保水保濕養(yǎng)護，摻入粉煤灰或緩凝劑等，以期降低因溫差帶來的混凝土冷縮變形。（3）通過澆注時加強混凝土振搗工藝等機械手段，將混凝土的密實性最大限度地提高，以減少混凝土結(jié)構(gòu)中的大孔，降低混凝土的總孔隙率，從而減少混凝土的干縮值。（4）盡可能使混凝土緩慢地降溫，緩慢地收縮，使其在變形不大的條件下由于徐變作用，其內(nèi)力隨時間的延長面逐漸減小，即應(yīng)力松弛，從而達到提高混凝土極限拉伸變形的目的。（5）加強養(yǎng)護意識�；炷�土若過早地暴露于大氣中，其內(nèi)的水分將迅速蒸發(fā)造成毛細管網(wǎng)彼此連通，加大混凝土的收縮，出現(xiàn)龜裂。因此，在混凝土成型后要及時養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于14d。該養(yǎng)護時間是以大量實驗為依據(jù)的，實驗表明，當養(yǎng)護期少于14d時混凝土由于早期失水，強度增長緩慢，收縮率則按對數(shù)比例增大。若這段時問養(yǎng)護得好，混凝土各方面性能都好。14d后水泥水化速度逐漸變慢，強度增加也緩慢，繼續(xù)養(yǎng)護固然有好處，但停止養(yǎng)護應(yīng)不能影響混凝土的質(zhì)量。

　　總之，混凝土結(jié)構(gòu)長度越長，因混凝土收縮和溫度變化引起的結(jié)構(gòu)約束應(yīng)力越大，混凝土結(jié)構(gòu)就越容易出現(xiàn)裂縫。近年來，隨著高層或大柱網(wǎng)建筑的不斷涌現(xiàn)，混凝土強度等級的提高，施工中泵送混凝土工藝的應(yīng)用，使超長混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度收縮裂縫逐漸增多，結(jié)構(gòu)裂縫控制越來越受到大眾的關(guān)注。對超長結(jié)構(gòu)的裂縫控制是一個系統(tǒng)工程，在實際工程中，必須從材料、結(jié)構(gòu)、施工等多方面入手，綜合采取有效措施，將裂縫控制在無害的范圍內(nèi)。

　　參考文獻

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