混凝土在現代工程建設中占有重要地位。而混凝土的裂縫較為普遍，在橋梁工程中裂縫幾乎無(wú)所不在。當前，學(xué)術(shù)界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論，但對于具體的預防和改善措施意見(jiàn)還是比較統一，同時(shí)在實(shí)踐中的應用效果也是比較好。筆者在本文中對工程施工中混凝土裂縫的成因和處理措施。

　　一、裂縫的原因

　　混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格（如堿骨料反應），模板變形，基礎不均勻沉降等。

　　混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過(guò)程中，由于受到基礎或老混凝上的約束，又會(huì )在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會(huì )在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì )出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養護不周，時(shí)干時(shí)濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫�；炷�土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／10左右，短期加荷時(shí)的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×104，長(cháng)期加荷時(shí)的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×104由于原材料不均勻，水灰比不穩定，及運輸和澆筑過(guò)程中的離析現象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著(zhù)許多抗拉能力很低，易于出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構內出現了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時(shí)期的穩定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時(shí)溫度應力可超過(guò)其它外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規律對于進(jìn)行合理的結構設計和施工極為重要。

　　二、溫度應力的分析

　　1、溫度應力的形成過(guò)程的三個(gè)階段

　　根據溫度應力的形成過(guò)程可分為以下三個(gè)階段：

　�。�1）早期

　　自澆筑混凝土開(kāi)始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個(gè)階段的兩個(gè)特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時(shí)期在混凝土內形成殘余應力。

　�。�2）中期

　　自水泥放熱作用基本結束時(shí)起至混凝土冷卻到穩定溫度時(shí)止，這個(gè)時(shí)期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

　�。�3）晚期

　　混凝土完全冷卻以后的運轉時(shí)期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。

　　2、溫度應力的原因

　　根據溫度應力引起的原因可分為兩類(lèi)：

　�。�1）自生應力

　　邊界上沒(méi)有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線(xiàn)性分布的，由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如，橋梁墩身，結構尺寸相對較大，混凝土冷卻時(shí)表面溫度低，內部溫度高，在表面出現拉應力，在中間出現壓應力。

　�。�2）約束應力

　　結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱粱頂扳混凝土和護欄混凝土。

　　這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。要想根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。

　　在大多數情況下，需要依靠模型試驗或數值計算�；炷�土的徐變使溫度應力有相當大的松馳，計算溫度應力時(shí)，必須考慮徐變的影響，具體計算這里就不再細述。

　　三、溫度的控制和防止裂縫的措施

　　為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著(zhù)手。

　　1控制溫度的措施

　�。�1）采用改善骨料級配，用于硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；

　�。�2）拌合混凝土時(shí)加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；

　�。�3）熱天澆筑混凝土時(shí)減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；

　�。�4）在混凝土中埋設水管，通人冷水降溫；

　�。�5）規定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝士表面發(fā)生急劇的溫度梯度；

　�。�6）施工中長(cháng)期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施；

　　2、改善約束條件的措施

　�。�1）合理地分縫分塊；

　�。�2）避免基礎過(guò)大起伏；

　�。�3）合理的安排施工工序，避免過(guò)大的高差和側面長(cháng)期暴露；

　　此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養護，防止表面千縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要，應特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的，因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

　　在混凝土的施工中，為了提高模板的周轉率，往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當混凝土溫度高于氣溫時(shí)應適當考慮拆模時(shí)間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應力，出現“溫度沖擊”現象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當大的拉應力，此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高，此時(shí)拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應力，與水化熱應力迭加，再加上混凝土干縮，表面的拉應力達到很大的數值，就有導致裂縫的危險，但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料，如泡沫海棉等，對于防止混凝土表面產(chǎn)生過(guò)大的拉應力，具有顯著(zhù)的效果。

　　加筋對大體積混凝土的溫度應力影響很小，因為大體積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應力低于屈服極限的條件下，鋼的各項性能是穩定的，而與應力狀態(tài)、時(shí)間及溫度無(wú)關(guān)。鋼的線(xiàn)脹系數與混凝土線(xiàn)脹系數相差很小，在溫度變化時(shí)兩者間只發(fā)生很小的內應力。由于鋼的彈性模量為混凝土彈性模量的7～15倍，當內混凝土應力達到抗拉強度而開(kāi)裂時(shí)，鋼筋的應力將不超過(guò)100—200kg/cm²。因此，在混凝土中想要利用鋼筋來(lái)防止細小裂縫的出現很困難。但加筋后結構內的裂縫一般就變得數目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時(shí)，對提高混凝土抗裂性的效果較好�；炷�土和鋼筋混凝土結構的表面常常會(huì )發(fā)生細而淺的裂縫，其中大多數屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對結構的強度和耐久性仍有一定的影響。

　　四、混凝土的早期養護

　　1、防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。

　　2、防止混凝土超冷，應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度。

　　3、防止老混凝土過(guò)冷，以減少新老混凝土間的約束。

　　混凝土的早期養護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個(gè)方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進(jìn)行，以期達到設計的強度和抗裂能力。

　　適宜的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的�；炷�上的保溫措施常常也有保濕的效果。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿(mǎn)足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關(guān)鍵時(shí)期，在施工中應切實(shí)重視起來(lái)。