混凝土结构温度收缩裂缝的防治和减轻

混凝土结构温度收缩裂缝的防治和减轻

建筑工程中，混凝土结构的裂缝较为普遍，裂缝的类型也很多，根据温度应力引起的原因可分为两类： （1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。 （2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。

其中自生应力引起的温度收缩裂缝则是实际工程中最常见的裂缝。虽然这类裂缝一般不致影响构件承载力和结构安全，但可能引起渗漏、影响结构的耐久性和整体性。另外由于我国幅员辽阔，不同地区气候环境、温湿度差异很大，现行规范对防止和减轻温度收缩裂缝的设计措施制定的较为原则和局限。

根据具体工程设计实践和经验，对防止和减轻混凝土结构温度收缩裂缝的设计措施提出一些看法。

一、温度收缩裂缝的基本特点

混凝土在结硬的过程中发生收缩，温度变化时会热胀冷缩，当这两种变形受到约束后，在结构内部就会产生收缩应力和温度应力，这两种应力分别超过混凝土抗拉强度时就会导致混凝土开裂而形成收缩裂缝或温度裂缝。

1、该裂缝由收缩和温度变形共同产生，其分布一般为收缩和温度两种裂缝的组合，随环境湿度和温度而变化，随时间而发展，裂缝的开裂和危害程度往往较单一的收缩或温度

裂缝严重。

2、根据具体工程裂缝出现的时间、发展与变化、以及分布、形状、尺寸等特征。一般可分为以收缩变形为主或以温度变形为主，实际工程中较常见的是以收缩变形为主的温度收缩裂缝，一般发生在混凝土浇筑后一年内，但多见半月至数月之内。

二、防止和减轻混凝土结构温度收缩裂缝的设计建议

（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；

（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；

（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；

（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；

（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；

（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；

（7）有效设置后浇带后浇带，主要作用是释放早期混凝土收缩应力，减小以收缩为主的变形。规范虽然对后浇带的间距、宽度、钢筋处理、浇筑时间有较明确要求，不少资料对此也有所介绍。如设计施工处理不好，不仅起不到予期的效果，还会留下结构隐患。应注意以下几点，间距，规范规定为30m～40m。建议具体工程应结合建筑物长度、气候环

境特点综合考虑，一般应控制在30m左右；位置，①小跨梁开间或受力较小的部位，一般可在梁跨三分之一处。②平面布置时要注意梁的布置宜平行于后浇带以免梁截断太多。③视具体情况可沿平面曲折通过；宽度，规范规定800～1000mm。建议预留的宽度要考虑满足钢筋错开搭接要求。可允许大于1000mm；钢筋，目前对后浇带内梁纵向钢筋处理有两种做法。第一种：梁板钢筋均断开后搭接(规范要求)，但由于梁钢筋搭、焊接处理困难，质量不易保证，易给结构造成隐患。第二种：板钢筋断开，梁钢筋直通不断。目前工程采用较多，但由于截断梁较多时，钢筋全部不断会约束混凝土收缩，达不到予期效果。建议：梁上部钢筋，腰筋及板墙钢筋断后错开搭接或必要时先搭后补焊。梁下部钢筋不断，可适当加大配筋。这样即可大大减小梁钢筋全部不断对混凝土收缩形成的约束，又可避免梁钢筋全部断后造成的钢筋搭、焊接困难，这种处理方法笔者自93年以来已在一些工程中较好的进行了使用；浇筑时间，规范要求，宜在两个月后且浇筑时的温度宜低于主体混凝土浇筑时的温度。由于混凝土早期收缩量大，相对一年的收缩量，半月约占30～40%；1个月约占45～55%；2个月约占65～75%；半年约占80～90%，故应按规范执行，一般应保证两个月后浇筑；后浇混凝土，采用无收缩或微膨胀混凝土，强度较主体混凝土提高C5级；

（8）、针对性地采取控制和抵抗温度收缩应力的措施，加强屋面保温隔热措施，采用高效保温材料，严格满足建筑节能设计标准； 屋面板、外廊板，阳台板等外露室外现浇板（含施工期间主体暴露时间较长的室内现浇板）以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的双向连续板等温度收缩应力较大的板，均应在板面（即板的受压区）配置不小于φ6@200双向钢筋网片，或支座钢筋隔一全跨贯通，但间距不宜大于200mm，每一方向配筋率不宜小于0.1%。以上板在有受力钢筋处，实配钢筋尚应考虑温度收缩应力影响予以适当增大；框架梁及所有现浇梁凡高度≥600者（外露梁高度≥500）均设置不小于2φ12腰筋。腰筋宜细而密，间距不应大于200mm，每侧腰筋配筋率不宜小于0.1%；檐口板，外露栏板应双面双向配筋，上下端头各配≥2φ10温度抵抗筋，并每隔15～20m设置一道20mm温

度伸缩缝；控制现浇板混凝土强度等级不宜大于C35。后浇带列入高层规程后已在大量工程中广泛使用。前已述及，其主要作用是减小混凝土早期以收缩为主的变形。

三、结语

本文简析了混凝土收缩和温度变形的特性、影响因素以及温度收缩裂缝的成因和基本特点，以使设计人员建立最基本的概念来针对性地结合具体工程特点，考虑防止和减轻温度收缩裂缝的具体措施。

⑴温度收缩裂缝是混凝土结构中较常见且日趋增多的裂缝，由于该裂缝的危害性及规范的局限性，设计人员应予以足够重视。⑵本文从设计角度上简析了混凝土收缩和温度变形的特性，影响因素以及温度收缩裂缝的成因和基本特点，以使设计人员建立最基本的概念来针对性地结合具体工程特点考虑防止和减轻温度收缩裂缝的具体措施。

⑶“设置后浇带以及控制和抵抗温度收缩应力的综合措施”注重结构概念设计，对裂缝采取“放”“防”“抗”相结合的构想。工程实践证明，对防止和减轻混凝土结构温度收缩裂缝比较有效，但其中一些措施主要基于设计概念和定性分析，如何通过进一步的定量计算及实验验证，尚需做深入工作。

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中也要多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的