防渗漏及转换层等

某高层住宅楼为两栋塔楼，框架-剪力墙结构，地下室1层，地上2层，标准层面积117平方米，总建筑面积41000平方米。其中1号塔楼施工到第10层时在混凝土养护8d并拆完梁板模后，发现楼板有局部开裂现象，特别是北面两套房，有两块7.2m×8.0m楼板裂缝分布较多，浇水养护时有明显的渗漏现象。经过分析，裂缝原因如下。

由于混凝土浇筑后，表面未及时覆盖，受风吹日晒及闷热气候的作用，表面游离水分蒸发过快，导致混凝土收缩速度加快，其中板的收缩值又远大于梁的收缩值，附加了热收缩差，从而加大了板面的拉应力，而此时的混凝土早期强度低（特别是加粉煤灰的混凝土，早期强度偏低，吸水率大），不能抵抗这种变形应力而开裂。

1 对楼板裂纪的几种处理方法

由于收缩裂缝属早期发展型，受环境影响继续发展的可能性不大。对裂缝的开展观察1个多月后，板面裂缝不再发展，裂缝趋于稳定。本工程裂缝大致分为四类：

（1） 宽度≤0.3mm的非贯穿裂缝，对结构承载力及持久强度无有害影响，可不作处理； （2） 宽度>0.3mm的非贯穿裂缝会引起钢筋锈蚀，影响结构持久承载力，采用表面防水聚酯砂浆封闭法处理；

（3） 不成片、分散的贯穿性裂缝会引起钢筋锈蚀，影响使用功能，采用改性环氧树脂灌浆法处理； （4） 对贯通裂缝已成片的两板块（北面两套房内），凿除混凝土并重新浇筑。 2 改性环缸化学压力汽浆

压力改性环氧化学灌浆液是一种低粘度、高强度的改性环氧树脂补强化学灌浆材料。由环氧树脂、改性液及三乙烯三胺组成，在催化剂作用下相分离而呈海岛状态结构，具有橡胶相改性环氧树脂效果。它可灌性好，粘度低，强度高，使用方便，特别适合于灌注细裂缝。其主要技术指标为：粘度（25℃） 30～83.6MPa·s；纯胶体抗压强度58.5～118.3Mpa；纯胶体抗拉强度14.7～24.5MPa；固砂体抗压强度 41.7～68.6MPa；劈裂抗拉强度3.5～4.5MP；轴心抗压强度32MPa；弯曲抗压强度35MPa；抗拉强度2.75MPa；浆液的配合比：改性环氧树脂：乙二胺=100：8（重量比）。施工工序如下。 2.1 表面处理

用钢丝刷将裂缝刷干净，并用压缩空气吹去浮尘。 2.2 粘贴进浆嘴

用速凝胶将灌浆嘴粘在灌浆口上，间距300～500mm，其布设原则为：浆嘴宜设在裂缝宽度较大处，在裂缝的起点处和交叉点，均须粘贴进浆嘴。 2.3 封缝

用速凝胶封闭上下裂缝，2d后沿裂缝涂刷一层肥皂水，从进浆嘴通人压缩空气。若肥皂水起泡，说明起泡处封闭不严，立即擦去肥皂水，并用速凝胶封堵密实。

2.4 配浆

用天平称取两种浆液原料，并根据气温及裂缝宽度进行小幅度调节，将浆液充分拌合并置于洁净胶桶待用。若浆液超过3h或流动性较差应停止便用，配浆量应充分考虑富余量。 2.5 灌浆

（1） 灌浆从裂缝的一个端头开始向另一端逐步进行。 （2） 灌浆工艺路线：料桶→胶管→灌浆机→胶管→进浆嘴。 （3） 逐步加压，从0～0.25MPa后停止提高压力。 （4） 加压后注意观察，压力维持在0.25MPa不变。

（5） 与进浆嘴相邻的进浆嘴冒浆时，立即关闭阀门停止进浆，并迅速用堵头堵住冒浆的进浆口。 （6） 堵住冒浆口后，再打开阀门注3～5min.

（7） 拔开与第一个进浆口相连的胶管，随即堵住第一个进浆口。 （8） 拔开第二个进浆嘴堵头，与胶管相连进行灌浆，至一条缝灌完。 2.6 复原

72h后将进浆嘴打掉，铲去混凝土板面上的胶泥。 3 重浇楼板混凝土的技术措施

用钢钎凿除混凝土时应避免扰动原有钢筋与保留混凝土握裹。具体作法是先在楼板底支设临时模板，应支设牢固，以使其作为凿除混凝土时的工作平台。凿除混凝土板时，先沿周边凿出20～30cm宽的环形带，以减少凿中间混凝土时对周边结构的影响。 3.1 模板支设

新浇混凝土板与原混凝土板接缝处，约50cm宽范围内模板有意低于原楼板底约lcm，并伸出缝外20～30cm宽，模板外边缘与原混凝土楼板之间夹lcm厚泡沫塑料条，以防漏浆。

在有意低于原楼板底处的模板顺缝设通长方木，方木下每个支点处设双向木楔。在混凝土初凝前向上挤紧此处模板，将混凝土挤压密实。 3.2 钢筋

（1） 凿除混凝土板部分的原配筋不动，若有凿除者应重新配上，另按平面图加配钢筋（双层双向）。 （2） 保留板上面加筋，其端头伸入梁或剪力墙内。注意不得损伤梁内受力钢筋。 3.3 混凝土

（1） 用 C30细石混凝土（比原C25混凝土提高一级）。

（2） 拌合物坍落度控制在30～50mm，混凝土内掺12%UEA膨胀剂。

（3） 浇筑混凝土前将模板内杂物冲洗千净，新旧混凝土接搓处原混凝土要充分润湿 （泡水12h），并用掺10%108胶的水泥浆将接缝处混凝满刷一遍。

（4） 用平板振捣器振捣密实，混凝土表面收干后，用木抹抹压至少3遍，以防表面裂缝。 （5） 每板块留置两组试件。 3.4 养护及拆模

在现浇板四周用低等级砂浆砌2皮砖，灰缝必须密实。蓄水5cm深养护l4d拆模。

通过采取灌缝补强及凿除局部楼板混凝土、加强配筋、重新浇筑混凝土等措施后，用回弹仪测试表明，补强区域强度优于无裂缝区域

高层住宅转换层大体积混凝土的几点施工方法

广州市5幢26层的商住楼工程中，二层有1.8m厚转换板和最大尺寸为2.0m×2.2m的转换大梁，混凝土强度等级为C40，于1999年11月开始施工。本文介绍转换层的几点施工方法。 1、混凝土中心实际温升计算方法比较

本工程采用两种方法计算混凝土中心部位的温升。方法一是根据实测数据推导水化热总量，方法二的水化热总量则直接根据水泥类型和强度等级查表而得，但考虑了更多的与浇筑温度、块体厚度和龄期有关的经验系数。用两种方法分别计算混凝土浇筑后第3天的混凝土，结果非常接近（均为39℃左右）。若混凝土浇筑温度为 25℃，则预测混凝土中心最高温度为℃，实际工程中各测点最高温度为60.5～65℃。

2、测温措施

混凝土初凝后即开始测温，有些工程采用热电偶等较精确的测温方法，但采用直接测温法已可以满足要求，即在混凝土中预埋直径48mm钢管，每个测点分上、中、下三根钢管埋设，三根钢管呈三角形布置，相互间距100mm，管口用木塞塞住（图1）。将温度指示仪的测温探头用铁丝网罩住，放入钢管中分别测量上、中、下三点的温度。由于表面温度的数值不易准确测量，可以取上下点与中心点的差值来近似地反映表面与中心点的温差值。 3、温差控制的尺度

某些工程严格地将表面温度与中心点温度的差值控制在20℃甚至17℃以下，但实践中发现，温差控制在25℃以下，甚至温差短时间达到30℃也未出现裂缝，因此有关规范规定的25℃是一个比较适宜的控制差值。

4、内部降温和外部保温养护措施

某些工程采用在混凝土块内布置预埋循环冷却水管或贯通块体的大口径垂直换热水管的方法进行降温，这些措施会增加施工成本，在钢筋十分密集的梁板中难以做到，在环境温度比较极端的情况下才考虑采用。

与筏板基础不同，转换层不仅在表面，而且在侧面和底面也应采取保温措施，木模板本身可以作为保温材料，钢模板必须进行保温，实践中在梁板侧面和底面的钢模板面加铺两层塑料薄膜，再铺一层18mm厚覆塑面夹板。梁板表面采取先铺两层湿麻袋，再铺两层塑料薄膜、一层湿麻袋的保温方法。 养护过程中浇水湿润必不可少，但不应蓄水过多，宜通过保温的麻袋缓慢渗入混凝土表面，只要保持表面湿润即可，现场有条件者最好用热水养护。 5、关于是否设置水平施工缝的问题

转换层厚板平面面积较大，混凝土分层浇筑时不易清理水平施工缝，最好一次浇筑。本工程对超过1500平方米的1.8m厚的转换板和最大尺寸为2.0m×2.2m的转换大梁混凝土实施了一次浇筑，效果较好

混凝土地下室墙裂缝渗漏的分析与处理方法

目前高层建筑混凝土地下室墙裂缝现象普遍，不仅因渗漏而影响使用，还会降低耐久性。本文综合分析这类裂缝的原因及防治措施。

1 地下室混凝土墙裂缝的主要特征

(1) 绝大多数裂缝为竖向裂缝，多数缝长接近墙高，两端逐渐变细而消失。

(2) 裂缝数量较多，宽度一般不大，超过0.3mm宽的裂缝很少见，大多数缝宽度≤0.2mm。

(3) 沿地下室墙长两端附近裂缝较少，墙长中部附近较多。 (4) 裂缝出现时间多在拆模后不久，有的还与气温骤降有关。

(5) 随着时间裂缝发展，数量增多，但缝宽加大不多，发展情况与混凝土是否暴露在大气中和暴露时间的长短有关。

(6) 地下室回填土完成后，常可见裂缝处渗漏水，但一般水量不大。 2 裂缝主要原因

2.1 混凝土收缩

从裂缝特征可见大多数均属收缩裂缝。地下室混凝土墙收缩较大的主要原因有水泥用量过多、养护不良等。 2.2 设计问题

《混凝土结构设计规范》（GBJl0-）规定：现浇钢筋混凝土墙伸缩缝的最大间距为20（露天）-30m（室内或土中），但实际工程中墙长均超过此规定。需要指出的是，一些工程设计突破了规范规定后，地下室墙的水平钢筋仍按构造配置，这是墙较易裂缝的又一因素。

2.3 温差过大

包括混凝土内外温差大、昼夜温差、日照下混凝土阴阳面的温差、拆模过早及气候突变等因素的影响。

2.4 地下室墙长期暴露

这类薄而长的结构对温度、湿度变化较敏感，常因附加的温度收缩应力导致墙体开裂。同时还应注意，设计时地下室墙均按埋入土中或室内结构考虑，即伸缩缝最大间距为30m。实际施工中很难做到墙完成后立即回填土和完成顶盖，因此实际工程应取最大伸缩缝间距20m。这也是地下室墙裂缝普遍的一个因素。 2.5 混凝土施工质量差

原材料质量不良、配合比不当、使用过期的UEA微膨胀剂、坍落度控制差，施工中任意加水以及混凝土养护不良等因素，均会导致混凝土收缩加大而裂缝。

此外，目前地下室普遍采用泵送混凝土，由于泵送混凝土坍落度大，也导致收缩增加，裂缝可能性加大。

3 处理方法与工程实例

目前常用的地下室混凝土墙裂缝的处理方法有以下四类。有的工程采用两种方法同时使用，效果良好。 3.1 表面涂抹法

常用材料有环氧树脂类、氰凝、聚氨酯类等。混凝土表面应坚实、清洁，有的表面根据材料要求还要求干燥。以涂抹环氧树脂类为例，其处理要点是先清洁需处理的表面，然后用丙酮或二甲苯或酒精擦洗，待干燥后用毛刷反复涂刷环氧浆液，每隔3～5min涂一次，至涂层厚度达到lmm左右为止。国外曾报道用这种处理方法的环氧浆液渗入深度可达16～84mm，能有效防止渗漏。

3.2 表面涂刷加玻璃丝布法

目前常用的有聚氨酯涂膜或环氧树脂胶料加玻璃丝布。以前者为例，其施工要点如下。将聚氨酯按甲乙组分和二甲苯按1:1.5:2的重量配合比搅拌均匀后，涂布在基层表面上，要求涂层厚薄均匀，涂完第一遍后一般需要固化5h以上，基本不粘手时，再涂以后几层。一般涂4～5层，总厚度不小于1.5mm。若加玻璃丝布，一般加在第2至第3层间。例如，江苏省某高校地下室墙裂缝，经设计院确认不影响结构安全，采用表面粘贴环氧玻璃丝布法处理，效果较好。处理时应注意玻璃丝布宜用非石蜡型，否则应做脱蜡处理。环氧树脂胶结料应经试配合格后方可使用。被处理表面应坚实、清洁、干燥均匀涂刷环氧打底料，凹陷不平处用腻子料修补填平，自然固化后粘贴玻璃丝布1～3层。 3.3 充填法

用风镐、钢钎或高速旋转的切割圆盘将裂缝扩大，形成V形或梯形槽，清洗干净后分层压抹环氧砂浆或水泥砂浆、沥青油膏、高分子密封材料或各种成品堵漏剂等材料封闭裂缝。当修补的裂缝有结构强度要求时，宜用环氧砂浆填充。 3.4 灌浆法

灌浆材料常用的有环氧树脂类、甲基丙烯酸甲酯、丙凝、氰凝和水溶性聚氨酯等。其中环氧类材料来源广，施工较方便，建筑工程中应用较广；甲基丙烯酸甲酯粘度低，可灌性好，扩散能力强，不少工程用来修补缝宽≥0.05mm的裂缝，补强和防渗效果良好。环氧树脂浆液和甲基丙烯酸酯类浆液配方可参考《混凝土结构加固技术规范》（CECS25:90）。灌浆方法常用以下两类：一类是用低压灌入器具向裂缝中注入环氧树脂浆液，便裂缝封闭，

修补后无明显的痕迹；另一类是压力灌浆，压力常用0.2～0.4MPa。例如：江苏省某工程用水溶性聚胺酯处理地下室混凝土裂缝，虽然裂缝较宽，渗水较严重，经用聚胺酯灌浆处理后，再无渗漏。

在处理地下室混凝土墙裂缝时，两种方法同时使用效果更好，这类工程实例较多。例如上海市某高层建筑的两层地下室混凝土墙裂缝处理分两阶段进行：第一阶段是室外涂刷氰凝；第二阶段是室内用快硬高强水泥砂浆充填法，已使用多年，效果良好。又如南京某饭店地下污水处理站混凝土墙长52m，中部有4条裂缝并渗水，采用墙外侧涂4层氰凝，墙内侧涂布4层聚氨酯涂膜防水材料，在第2～3层之间加铺玻璃丝布增强，效果很好。 4 预防地下室混凝土墙裂缝的几点建议 4.1 设计方面

(1) 没有充分依据时，不得任意突破设计规范关于伸缩缝最大间距的规定。应注意满足《混凝土结构设计规范》(GBJl0-)第6.1.1条的要求：\"位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构，可按照使用经验适当减小伸缩缝间距\"。

(2) 设置后浇带，以减小混凝土收缩应力。

(3) 加强水平钢筋的配置。应注意三个问题：第一，水平钢筋保护层应尽可能小些；第二，防裂钢筋的间距不宜太大，可采用小直径钢筋小间距的配筋方式；第三，考虑温度收缩应力的变化加强配筋。 4.2 材料方面

(1) 水泥：宜用低水化热、铝酸三钙含量较低、细度不过细，矿渣含量不过多的水泥。 (2) 砂、石：宜用中、粗砂，含泥量不大于2%；石子宜用粒径较大的连续级配、级配良好、含泥量不大于1%的碎石或卵石。 (3) 掺减水剂，以减少混凝土用水量。

(4) 掺人微膨胀剂，配制成补偿收缩混凝土，国内常用掺10%-15%UEA或l0%左右的AEA。

(5) 掺用粉煤灰替代部分水泥，以降低水泥水化热温升。 4.3 施工方面

(1) 模板选用：对外露面积较大的混凝土墙体、气温变化剧烈的季节以及冬季不宜使用钢模板。选用木模时，应充分湿润，以利保湿和散热。

(2) 严格控制混凝土施工质量，尽量降低不均匀性。除控制混凝土制备和运输中的质量外，还要注意混凝土浇筑时防止离析，振捣密实以免墙内出现薄弱面而产生裂缝。 (3) 根据测温记录和气象预报确定拆模时间，保证混凝土内外温差不超过25℃，温度陡降不超过10℃拆模后应注意覆盖和及时养护。

(4) 浇水养护。应保持混凝土表面持续湿润，养护时间不少于施工规范的规定

钢筋混凝土结构的裂缝控制之博导篇

钢筋混凝土的裂缝控制问题是建筑工程中很重要的问题之一，特别是最近20年来，泵送商品混凝土获得广泛应用之后，混凝土均质性有了很大改善的同时，裂缝控制技术难度大大增加了，本文是在大量建设实践和现场实验研究基础上，概述了变形作用引起裂缝的原因，约束变形特征，抗与放的设计准则以及综合技术措施等。 1.概 述

20年来，在工民建钢筋混凝土结构领域，一个相当普遍的质量问题就是结构的裂缝问题，且有日趋增多的趋势，它已影响到正常的生活和生产，并困扰着大批工程技术人员和管理人员，是一个迫切需要解决的技术难题。

由于结构在外荷载作用下的破坏和倒塌是从裂缝扩展开始的，因此人们对裂缝往往产生一种建筑破坏的恐惧感，是可以理解的。早在1932年，前苏联A. флолейт 教授的钢筋混凝土强度理论就指出,如正常配筋受弯构件的破坏状态是指受拉区钢筋到达屈服强度，受压区混凝土到达受弯的抗压强度，此状态称为承载力极限状态。这一状态全过程是伴随着荷载的不断增加，裂缝出现(钢筋应力只有40～60MPa)，裂缝扩展，受压区塑性不断发展，最后达到完全破坏。此时破坏荷载往往是裂缝出现荷载时的3～5倍，因此，很多大型钢筋混凝土结构，仅仅自重就超过了极限荷载的30%,在此条件下钢筋混凝土结构带有轻微裂纹是完全正常的，结构是安全的，恐惧是不必要的。

国内外关于荷载作用下钢筋混凝土构件的设计都有自己的经验公式，并已纳入有关规范，尽管计算结果出入较大，但毕竟可以参考应用。

但是近年来大量裂缝的出现，并非与荷载作用有直接关系，通过大量的调查与实测研究证明这种裂缝是由于变形作用引起，包括温度变形(水泥的水化热、气温变化、环境生产热)，收缩变形(塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩)及地基不均匀沉降(膨胀)变形。由于这些变形受到约束引起的应力超过混凝土的抗拉强度导致裂缝，统称\"变形作用引起的裂缝\"。 2.裂缝的直接原因 2.1 收缩及水化热增加

自从70年代末(1978～1979年)我国混凝土施工工艺产生了巨大的进步—泵送商品混凝土工艺。从过去的干硬性，低动性，现场搅拌混凝土转向集中搅拌，转向大流动性泵送浇注，水泥用量增加，水灰比增加，砂率增加，骨料粒径减小，用水量增加等导致收缩及水化热增加。

2.2 混凝土强度等级日趋提高

建筑结构混凝土强度等级日趋提高，但有许多结构不适当的 选择了过高的强度等级。习惯上认为：\"强度等级越高安全度越大，就高不就低，提高强度等级没坏处\"。有时迁就

施工方便，采用高强混凝土，这是一种误导，导致水泥标号增加，水泥用量增加，水用量增加，细骨料及粗骨料径偏小，砂率偏大等都使水化热及收缩增加。

2.3 结构约束应力不断增大

结构规模日趋增大，结构形式日趋复杂，超长超厚及超静定结构成为经常采用结构形式并采用现浇施工，这种结构形式有显著约束作用，对于各种变形作用必然引起较大约束应力。

2.4 外加剂的负效应

外加剂及掺合料种类繁多，只有强度指标缺乏对水化热及收缩变形影响的长期实验资料(至少一年)，有些试验资料并不严格，有许多外加剂严重的增加收缩变形，有的甚至降低耐久性。

2.5 忽略结构约束

国内外结构设计中都经常忽略构造钢筋重要性，因而经常出现构造性裂缝。结构设计中经常忽略结构约束性质，不善于利用\"抗与放\"的设计原则，缺乏相应的设计施工规范、规程。

2.6 养护方法不当

目前在混凝土施工中采用的养护方法基本沿用过去简易的方法，这种方法已远不适应泵送混凝土的较大温度收缩变形的要求。 2.7 混凝土抗拉性能不足

这种裂缝在抗力方面都是由于混凝土抗拉性能不足(抗拉强 度和极限拉伸)引起的，这方面的材料级配研究很少。

综合上述，国际公认泵送商品混凝土对混凝土的质量(均质性)有很大的提高，对供应方式有重要的改进，但是对混凝土的裂缝控制的难度大大增加了，因此，这类问题不是我国特有的技术问题，是国际上钢筋混凝土的共性难题。 3. 大体积混凝土的定义

过去大体积混凝土的定义是根据几何尺寸，主要是根据厚度定义的，国际上一般采用0.8m～1m作为界限。自80年代以后大体积混凝土的定义有了改变，新的定义是：\"任意体量的混凝土，其尺 寸大到足以必须采取措施减小由于体积变形引起的裂缝，统称为大体 积混凝土\"，这是美国混凝土协会的定义。由此可见，在近代泵送商品混凝土获得广泛应用的条件下，即便是很薄的结构，虽然水化热很低，但是其收缩很大，控制收缩裂缝的要求比过去任何时候都显得非常重要。因此，泵送混凝土的薄壁结构也应当按照大体积混凝土

的要求采取措施控制混凝土的收缩裂缝，特别是环境气温变化与收缩共同作用对于薄壁结构尤为不利，收缩换算为当量降温。 4. 钢筋混凝土承受变形应力的特点 4.1 \"抗与放\"设计准则

结构承受的约束作用分内约束(自约束)和外约束两类。结构的变形如果是完全自由的变形达到最大值，则内应力为零，也就不可能产生任何裂缝。如果变形受到约束，在全约束状态下则应力达到最大值，而变形为零。在全约束与完全自由状态的中间过程，即为弹性约束状态，亦即自由变形分解成为约束变形和显现变形(实际变形)。实际变形越大，约束应力越小；实际变形越小，约束应力越大，这种约束状态与荷载作用下的结构受力状态(虎克定律)有着根本区别。

在约束状态下，结构首先要求有变形的余地，如结构能满足此要 求，不再产生约束应力。如结构没有条件满足此要求，则必然产生约束应力，超过混凝土的抗拉强度，导致开裂。所以，提出了\"抗与放\" 的设计准则，应当在工程设计中，根据结构所处的具体时空条件加以灵活的应用。从结构形式的选择方面(微动、滑动及设缝措施，提供\"放\"的条件)及材料性能方面(提高抗拉强度、抗拉变形能力及韧性等提供\"抗\"的条件)采取综合措施，如抗放相结合，以抗为主或以放为主的措施。 4.2 约束内力与结构刚度的关系

外荷载作用下结构的内力只与荷载及结构几何尺寸有关，但在变形作用条件下，结构的约束内力不仅与变形作用及结构几何尺寸有关，尚与结构刚度有关，这是约束内力与荷载内力的重要区别。

例如：一个简支梁的两端受到转动的约束，当梁沿截面高度为h，承受温差ΔT时(如预制板两端焊接于屋架上弦)，则梁上的约束力矩M： M=EJ*(αΔT/h)（１） 式中α——混凝土的线膨胀系数

约束力矩不仅与温差和截面高度有关，而且与梁的抗弯刚度成正比，刚度越大，约束力矩越大，这适宜于裂缝出现及扩展阶段，当然应当考虑钢筋混凝土的抗弯刚度是变化的。 当温差不断增加，钢筋混凝土构件进入极限状态时，裂缝充分发展，刚度下降并趋近于零时则力矩也趋近于零。所以，变形力矩不影响结构的极限状态，这一论断己为实验证实。但是裂缝影响使用(渗漏)及耐久性(钢筋锈蚀)。如果结构的承载力由抗剪、抗冲切作决定，变形作用引起的贯穿性裂缝可能降低承载力。 4.3 钢筋混凝土与素混凝土裂缝控制的区别

任何尚未荷载作用的混凝土，它的组合材料包括水泥、水、砂、 石、外加剂及掺合料等组分相互物理化学作用硬化成为一种多空隙复合材料，由于初始温度收缩应力作用而形成内部许多微观裂缝，这种裂缝在外力作用下不断扩展，成为宏观裂缝，继续扩展对素混凝土迅速导致破坏。

但是，对于钢筋混凝土，特别是有充分构造配筋的钢筋混凝土出现一定程度的裂缝，不会迅速导致破坏，只是裂缝宽度问题，使其不达到有害程度。因此，构造配筋显得十分重要，可以有效地控制裂缝的出现及分散裂缝(用许多微细无害裂缝取代少量粗大的有害裂缝)。

5. 混凝土的某些基本物理力学性质 5.1 混凝土的收缩及水化热

在工民建领域，大部分结构构件(板墙梁等构件)均属薄壁结构，泵送混凝土浇注的构件收缩量很大，因此经常出现收缩裂缝。混凝土的收缩机理至今尚未统一，但大多数的研究成果认为混凝土是具有大量孔隙的材料。孔隙的半径颇不一致，半径较小的毛细孔，半径约小于300A(A＝10－10m)。其中水份蒸发引起孔壁压力的变化，导致混凝土体积的缩小。混凝土内除了少部分水提供水泥水化的需要，其余大部分水分都要蒸发掉，收缩变形同时发生，最终收缩完成的时间大约20年，但其主要部分的收缩是在最早的1～2年内。由于近来水泥活性和强度等级的增加，收缩量显著增加，并且拖延时间较长。影响收缩的因素很多，如水泥品种采用矿渣水泥比普通硅酸盐水泥水化热低了，但其收缩约大25％。遇到超厚的大底板或大块式基础，则水化热 起控制作用，宜选用粉煤灰水泥或矿渣水泥，所以，应根据截面的厚度分别选用不同品种的水泥。其次水泥颗粒越细，活性越大，标号越高，用量越多，其收缩越大，因此提高水泥强度的方法不应靠磨细的途径，而应当依靠改善矿物成分的办法。

众所周知，水灰比大，收缩将显著增加，同时抗拉强度降低。如水灰比为0.6的收缩比水灰比为0.4的收缩增加约40％。有时尽管水灰比不变，增加用水量，同时增加水泥量即水泥浆量，如水泥浆量为0.2(水泥浆占混凝土总重量比例)比0.4时的收缩量增加约45％。减水剂可有效的降低水灰比及用水量，而粉煤灰具有圆珠润滑效应和火山灰效应，所以\"双掺技术\"对泵送混凝土既可提高和易性又可减少收缩。

养护条件对混凝土的收缩影响很大，养护14天的收缩比养护3天的收缩降低约20%。环境的相对湿度越高，收缩越小，许多结构所处的环境湿度波动很大，如最低30％～40％，最高达80％～90％。环境温度越高，风速越大，收缩越大，高空浇灌容易引起开裂，如高架桥梁及桥墩。

混凝土的配筋对于收缩值起一定的约束作用，但是与配筋率的高低有关，按目前构造配筋率的情况看来，降低收缩的影响是比较小的。根据泵送商品混凝土的收缩试验，其收缩值约在6～8×10-4，有的试验还远远超过了这个数量，有些大桥的桥墩和高层建筑的厚

壁立柱由于施工质量及过大的坍落度，形成了中部骨料多，外部或上表面砂浆厚，从而形成极不均匀的收缩，砂浆和水泥浆的收缩比混凝土的收缩大约增加2～5倍，并由于表面水份蒸发快从而形成大面积的表面裂缝。混凝土粗细骨料的含泥量和粉料含量都增加收缩。 目前建筑市场出现了很多新型的外加剂和掺合料，质量保证主要靠强度试验的结果，几乎没有进行体积变形稳定性方面的试验，而许多材料都有增加收缩的特点，必须进行长时期准确的收缩试验，才能得到有利于控制裂缝的材料。

各种水泥的水化热试验比较容易，一般水泥厂家都已进行专门的试验，有资料可查，不在赘述。

5.2 混凝土的徐变(蠕变)因素的考虑

混凝土的徐变机理也有许多种，如弹性徐变理论、老化徐变理论、继效徐变理论等等。作为工程裂缝控制的应用，我们只能应用其中主要的成果，以常系数的形式，考虑在弹性计算的结果中，从而简化了非线形分析。由于混凝土的徐变作用，给钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土带来有利和不利两方面的影响。从不利方面看来，它可以造成预应力损失，增加挠度，可以降低钢筋和混凝土的粘着力等。从有利方面看来，它可以使弹性的温度收缩应力大大的松弛，根据变形速率及混凝土龄期，它对应力降低的程度约0.3～0.8倍，保温保湿养护越好，降温越慢，松弛系数越小，具体数字可参考文献1、2。 5.3 混凝土的抗拉强度及极限拉伸

泵送混凝土浇注后，其抗压强度和抗拉强度都随着时间而增长，但增长的速率，抗拉滞后于抗压，水泥标号的提高及水泥用量的增加， 对抗压强度增长较为显著，而对抗拉强度增长较小。

相对变形约束应力，混凝土的极限拉伸尤为重要，国内外曾进行过一些试验研究。例如苏联布拉茨克和克拉雅尔斯克水电站的试 验表明混凝土轴向拉伸应变值变化范围为0.5×10-4～1.0×10-4。法国鲍斯进行的轴向拉伸试验。在抗拉强度为2.05MPa时，局限拉伸值为0.9×10-4。美国卡普兰在轴向拉伸试验中极限拉伸值为0.81×10-4。前苏联齐斯克列里提出当轴向抗拉强度为1.2MPa时，极限拉伸为0.7×10-4。我国水工系统(研究单位和工程单位)对混凝土的极限抗拉强度也作过不少研究，并在工程中采用。如丹江工程混凝土极限拉伸值为(0.58～0.8)×10-4，乌江渡工程为(0.6～1.02)×10-4等等，极限拉伸很小，抗裂能力很弱(收缩变形超过极限拉伸5～10倍)。

冶金系统，不少设备基础，特别是高炉基础、炼钢基础，混凝土的浇注量大多在5000m3以上，轧钢基础的混凝土量100000m3～200000m3，厚度2.5m～9.5m，长度由35m～600m，均属超长超厚的大体积钢筋混凝土，开裂后可引起钢筋的锈蚀、降低持久强度、刚度和防水性能、严重者影响自动化生产工艺。防止和控制这类基础的温度裂缝也是很重要的。为此我们在民用建筑工程中开展了混凝土轴向拉伸强度及变形性能的试验研究。

通过对双掺(减水剂及粉煤灰)混凝土的抗拉试验，发现混凝土随着荷载速率及养护条件，其极限拉伸和抗拉强度波动很大，在极慢速(接近实际温度和湿度缓慢变化速度)条件下，其极限拉伸可达(2～3)×10-4，显然这里包含了徐变变形，这对温度收缩应力是很有利的(在强度计算中用松弛系数乘以弹性应力与按变形计算增加极限拉伸是等同的)。 特别值得注意的是，混凝土中的较大含泥量及其它杂质可以明显地降低混凝土的抗拉性能，有的混凝土骨料中混入了有害膨胀物引起混凝土的崩裂，因此要求泵送混凝土必须遵循\"精料供应\"的原则。

合理的配筋，特别是构造配筋，细一点密一点可以提高混凝土的极限拉伸，推荐齐斯克列里经验公式：

εp.a=0.5ftc(1+p/d)*10(-4次方）(2) 式中

εp.a——混凝土的极限拉应变； ftc——标准抗拉强度； p——配筋率×100； d——钢筋直径单位cm；

这是瞬时荷载作用下的公式，如果极慢速约束变形作 用考虑徐变作用，至少可以增加一倍。 6. 结构设计或施工中近似计算的模型选择

我国在工民建领域解决变形作用引起裂缝的问题主要是按混凝土设计规范采取设永久性变形缝的办法，根据现浇、预制、土中、室 内、露天等条件，有明确的伸缩缝许可间距规定。该规定自从50年代沿用苏联规范规定，我们当时曾多次向苏联有关单位和苏联专家咨询有关规定的依据，他们的回答：\"全凭经验\"，采取相似规定的还有东欧及其它一些国家。

的确，该法解决了许多工程裂缝问题，其缺点是伸缩缝止水带经常渗漏并难以维修。更重要的是在实践中发生了许多反常现象：有的工程尺寸很小，却出现了严重开裂；另外也有的工程超长而未出现明显开裂，说明设缝与否，不是决定开裂与否的唯一因素。其它如材料级配、结构约束、结构配筋、施工工艺、养护条件以及环境温湿度气象条件等综合因素都影响结构约束内力及裂缝的出现。通过实际工程裂缝反算与现场推力试验，假定结构相互连续式约束采用水平弹簧模型，弹簧侧移刚度由试验和经验给出。推导出长墙中部正截面法向拉应力，端部剪应力，伸缩缝许可间距以及一再从中间开裂的机理，见参1.2。在排架及框架约束应力分析中提出了考虑弹性抵抗作用、装配式系数、徐变影响系数、开裂刚度及利用混凝土后期强度的计算发表于1957～1958年，见参考文献3、4、5、6。多年来通过裂缝处理实践近似理论计算进行了反复的校核与补充。 7. 裂缝控制设计原则与措施

钢筋混凝土结构的裂缝是不可避免的，但其有害程度是可以控制的，有害与无害的界限由结构使用功能决定的。裂缝控制的主要方法是通过设计、施工、材料等方面综合技术措施将裂缝控制在无害范围内。综合技术措施包括：合理选择结构形式，降低结构约束程度，对与水平构件梁、板、墙等采用中低强度级混凝土，加强构造配筋，如板顶部的受压区连续配筋，板的阳角及阴角配置放射筋，增加梁的腰筋间距200mm。优选有利于抗拉性能的混凝土级配，尽力减小水灰比、减少坍落度、降低砂率增加骨料粒径，降低含泥量及杂质含量。选用影响收缩和水化热较小的外加剂和掺合料。采取保温保湿的养护技术，尽量利用混凝土后期强度(60天)。对于超长结构可采取跳仓浇灌或后浇带方法施工。对于复杂的结构难免出现少量裂缝影响正常使用和耐久性．裂缝分为表面裂缝，浅层裂缝，纵深裂缝(深层裂缝)，贯穿裂缝等。少量有害裂缝采用近代化学灌浆技术处理，满足设计使用和耐久性要求，不应因此降低工程质量评定标准。

在宝钢近百项大体积混凝土工程，上海浦东世界金融大厦、新上海国际大厦、浦贸大厦、周长1000余米的8万人体育场、民防大厦、国际网球中心、人民广场地下车库、厦门国际会展中心、青岛国际会展中心、深圳鸿基大厦转换层都是超长大体积混凝土工程，通过综合措施，都满足设计和正常使用要求