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[摘要]在混凝土建筑施工当中，经常存在对混凝土温度掌控不到位的问题，从而使得混凝土结构出现很多严重的裂缝，甚至到集中叠加温差作用之下，造成结构截面所有混凝土断裂。本文将以建筑混凝土稳定性为研究对象，结合混凝土受力特点和应力应变复杂的特点，对建筑混凝土裂缝控制进行重点研究，以作为混凝土施工稳定性提高的参考佐证。
[关键字]城市建筑 房屋施工 混凝土裂缝
[中图分类号] TU74 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-2-257-2
1 房屋建筑施工混凝土裂缝产生的原因分析
温度的变化，使得钢筋混凝土产生热胀冷缩的效应，从而产生温度变形。而钢筋混凝土结构本身的约束力约束混凝土的变形，因此会产生温度应力，如果混凝土的抗变形能力小于温度的应力，就会出现温差裂缝。通常情况下，与温度应力相关的因素有混凝土的结构模式、气候条件、施工材料等。
首先是突发天气和季节交替，产生的剧烈温度变化情况，使得混凝土形成内外温差，尤其是在混凝土浇筑阶段，在拆模的时候，突然寒潮来袭，就会产生较大的温度应力，从而使得混凝土开裂。一般情况下，新浇筑的混凝土时间没有超过28个小时，如果的气温在2-4个小时之内下降幅度超过6℃，就有可能出现温差裂缝。
其次是水泥的水化现象。在水化过程中，在水泥含有的矿物会产生水化反应，产生的大部分热量聚集于水泥当中，尤其是那些结构断面尺寸比较大的大体积混凝土，水化产生的热量很难散发，而是聚集于混凝土内部，使得温度急剧上升，在上升到一定程度的时候， 就会出现混凝土内部和外部的温度差异，从而形成温度裂缝。
混凝土当中的热量有两种来源，一种是原材料的热量，另一种热量主要来源是水泥的水化热。水泥的水化热现象，与水泥的种类、数量、组成等息息相关，譬如水泥中铝酸三钙含量比较多，水热化的程度就比较大。另外水泥用量越多，水热化的现象就越激烈。
2 房屋建筑施工混凝土裂缝控制
混凝土浇筑之后，水泥的水热化使得混凝土的温度升高，混凝土的体积随着温度升高而出现膨胀，大约持续3-5个小时之后，内部的温度才会慢慢下降，和外部温度保持平衡，这个时候的混凝土已经达到基本的硬度要求，温度的下降所产生的收缩变形，受到外部的约束，产生比较大的温度应力。
2.1 浇筑混凝土前的裂缝控制
首先是不同龄期混凝土收缩变形值计算，计算公式如下：
上式中，εy（t）代表的是混凝土在不同龄期的收缩变形值；ε0y代表的是混凝土在标准条件下的极限收缩值，属于固定值，取值为3.24×10-4。e是一个常数，取值为2.718；b是一个经验系数，取值为0.01；t代表的是混凝土从浇筑完毕的时间算起，到开始计算收缩变形值的结束，总共的天数，单位为d；M1×M2×M3×Mn代表的是各种非标准状态下的混凝土修正参数，此参数和水泥和骨料种类、水泥浆用量、混凝土振捣手段、混凝土养护水平、配筋率等相关。
其次是混凝土收缩的当量温差计算。混凝土的内应力由收缩变形引起，因此收缩变形应该作为温度应力计算的考虑因素之一，笔者认为，我们可以将收缩变形纳入温度应力当中，然后转换成为当量温差进行计算。
计算公式如下：Ty（t） =εy（t）/α
上式中，α代表线膨胀系数，属于一个固定值，取值为1.0×10-5。
2.2 不同时期混凝土弹性模量
在不同的时期，混凝土的形状变化，所产生的应力与弹性模量成正比，在计算温度因素引起的收缩应力的时候，应该将弹性模量的动态变化考虑在内，不同时期混凝土的弹性模量变化情况，可以按照以下公式进行计算：
上式中，E（t）代表的是混凝土浇筑完成后的时间算起，到计算时间截止，各个阶段的弹性模量，单位N/mm2，如果温度应力在计算的时候需要应用到弹性模量，则将各个阶段的弹性模量平均，取中间值。Ec代表的是混凝土最后一个阶段的弹性模量，单位N/mm2，大约是在混凝浇筑28个小时之后的弹性模量。结构转换层经常采用C50的混凝土，Ec取值为3.45×104N/mm2。
2.3 浇筑混凝土后的裂缝控制
混凝土浇筑之后，需要对温度收缩拉应力进行计算，其根据是实际测试的温度值和绘制的温差曲线，是控制裂缝出现的必要步骤，相关的计算方法如下。
（1）混凝土水化热状态下的绝热温升值
上式中，Tmax代表的是混凝土最大水化热状态下的绝热温升值，基本单位为℃；mc、Q、C等其他符号意义和计算方法，可参见上面计算公式。
（2）混凝土结构最大温度应力值的计算
将高层建筑结构转换层的大体积结构具有弹性作为假设条件，在各个降温的阶段，混凝土的最大温度收缩拉应力大小，可按照以下公式计算：
上式中，σ（t）代表的是混凝土需要承受的温度应力大小，基本单位为N/mm2；α代表的是混凝土于结构转换层当中的线膨胀系数，取值为1.0×10-5；v代表的是混凝土于结构转换层当中的泊松比，如果混凝土的受力方向為双向，则取值为0.15；cosh代表的是双曲余弦系数；β代表的是混凝土结构在约束状态下的影响系数，数值计算如下面公式：
其中H代表的是混凝土于结构转换层当中的厚度，基本单位为mm；Cx代表的是混凝土于结构转换层当中的水平阻力系数；L代表的是混凝土于结构转换层当中的长度，基本单位为mm；ΔTi（t）代表的是混凝土于结构转换层当中各个龄期的综合温差，基本单位为℃，代入数值皆为负值；S i（t）代表的是混凝土于结构转换层当中各个龄期的松弛系数。从上面的公式，我们可以看出裂缝的防治，需要建立在缜密的数据计算基础之上。
3 结束语
综上所述，温度的变化，使得钢筋混凝土产生热胀冷缩的效应，从而产生温度变形，如果混凝土的抗变形能力小于温度的应力，就会出现温差裂缝。譬如突发天气和季节交替，产生的剧烈温度变化情况，使得混凝土形成内外温差，再如在水化的过程中，在水泥含有的矿物会产生水化反应，产生的大部分热量聚集于水泥当中，会出现混凝土内部和外部的温度差异，从而形成温度裂缝。因此，我们需要计算不同龄期混凝土收缩变形值，将收缩变形纳入温度应力当中，然后确定不同时期混凝土弹性模量，并在混凝土浇筑之后，对温度收缩拉应力进行计算，这样才能够有效控制混凝土裂缝的出现。
参考文献
[1]张铁钢，徐炳林.建筑工程中混凝土结构裂缝控制探讨[J].总裁，2009，（8）：162.
[2]普建广，贾丽莉.混凝土面板施工裂缝控制研究[J].水利水电技术，2005，36（8）：42-44.
[3]王明成.建筑施工中混凝土裂缝控制技术的探讨[J].决策信息，2012，（3）：234.
[4]陈华艳，罗才松.混凝土房屋建筑工程裂缝控制与治理技术[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2007，15（5）：16-17.
[关键字]城市建筑 房屋施工 混凝土裂缝
[中图分类号] TU74 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-2-257-2
1 房屋建筑施工混凝土裂缝产生的原因分析
温度的变化，使得钢筋混凝土产生热胀冷缩的效应，从而产生温度变形。而钢筋混凝土结构本身的约束力约束混凝土的变形，因此会产生温度应力，如果混凝土的抗变形能力小于温度的应力，就会出现温差裂缝。通常情况下，与温度应力相关的因素有混凝土的结构模式、气候条件、施工材料等。
首先是突发天气和季节交替，产生的剧烈温度变化情况，使得混凝土形成内外温差，尤其是在混凝土浇筑阶段，在拆模的时候，突然寒潮来袭，就会产生较大的温度应力，从而使得混凝土开裂。一般情况下，新浇筑的混凝土时间没有超过28个小时，如果的气温在2-4个小时之内下降幅度超过6℃，就有可能出现温差裂缝。
其次是水泥的水化现象。在水化过程中，在水泥含有的矿物会产生水化反应，产生的大部分热量聚集于水泥当中，尤其是那些结构断面尺寸比较大的大体积混凝土，水化产生的热量很难散发，而是聚集于混凝土内部，使得温度急剧上升，在上升到一定程度的时候， 就会出现混凝土内部和外部的温度差异，从而形成温度裂缝。
混凝土当中的热量有两种来源，一种是原材料的热量，另一种热量主要来源是水泥的水化热。水泥的水化热现象，与水泥的种类、数量、组成等息息相关，譬如水泥中铝酸三钙含量比较多，水热化的程度就比较大。另外水泥用量越多，水热化的现象就越激烈。
2 房屋建筑施工混凝土裂缝控制
混凝土浇筑之后，水泥的水热化使得混凝土的温度升高，混凝土的体积随着温度升高而出现膨胀，大约持续3-5个小时之后，内部的温度才会慢慢下降，和外部温度保持平衡，这个时候的混凝土已经达到基本的硬度要求，温度的下降所产生的收缩变形，受到外部的约束，产生比较大的温度应力。
2.1 浇筑混凝土前的裂缝控制
首先是不同龄期混凝土收缩变形值计算，计算公式如下：
上式中，εy（t）代表的是混凝土在不同龄期的收缩变形值；ε0y代表的是混凝土在标准条件下的极限收缩值，属于固定值，取值为3.24×10-4。e是一个常数，取值为2.718；b是一个经验系数，取值为0.01；t代表的是混凝土从浇筑完毕的时间算起，到开始计算收缩变形值的结束，总共的天数，单位为d；M1×M2×M3×Mn代表的是各种非标准状态下的混凝土修正参数，此参数和水泥和骨料种类、水泥浆用量、混凝土振捣手段、混凝土养护水平、配筋率等相关。
其次是混凝土收缩的当量温差计算。混凝土的内应力由收缩变形引起，因此收缩变形应该作为温度应力计算的考虑因素之一，笔者认为，我们可以将收缩变形纳入温度应力当中，然后转换成为当量温差进行计算。
计算公式如下：Ty（t） =εy（t）/α
上式中，α代表线膨胀系数，属于一个固定值，取值为1.0×10-5。
2.2 不同时期混凝土弹性模量
在不同的时期，混凝土的形状变化，所产生的应力与弹性模量成正比，在计算温度因素引起的收缩应力的时候，应该将弹性模量的动态变化考虑在内，不同时期混凝土的弹性模量变化情况，可以按照以下公式进行计算：
上式中，E（t）代表的是混凝土浇筑完成后的时间算起，到计算时间截止，各个阶段的弹性模量，单位N/mm2，如果温度应力在计算的时候需要应用到弹性模量，则将各个阶段的弹性模量平均，取中间值。Ec代表的是混凝土最后一个阶段的弹性模量，单位N/mm2，大约是在混凝浇筑28个小时之后的弹性模量。结构转换层经常采用C50的混凝土，Ec取值为3.45×104N/mm2。
2.3 浇筑混凝土后的裂缝控制
混凝土浇筑之后，需要对温度收缩拉应力进行计算，其根据是实际测试的温度值和绘制的温差曲线，是控制裂缝出现的必要步骤，相关的计算方法如下。
（1）混凝土水化热状态下的绝热温升值
上式中，Tmax代表的是混凝土最大水化热状态下的绝热温升值，基本单位为℃；mc、Q、C等其他符号意义和计算方法，可参见上面计算公式。
（2）混凝土结构最大温度应力值的计算
将高层建筑结构转换层的大体积结构具有弹性作为假设条件，在各个降温的阶段，混凝土的最大温度收缩拉应力大小，可按照以下公式计算：
上式中，σ（t）代表的是混凝土需要承受的温度应力大小，基本单位为N/mm2；α代表的是混凝土于结构转换层当中的线膨胀系数，取值为1.0×10-5；v代表的是混凝土于结构转换层当中的泊松比，如果混凝土的受力方向為双向，则取值为0.15；cosh代表的是双曲余弦系数；β代表的是混凝土结构在约束状态下的影响系数，数值计算如下面公式：
其中H代表的是混凝土于结构转换层当中的厚度，基本单位为mm；Cx代表的是混凝土于结构转换层当中的水平阻力系数；L代表的是混凝土于结构转换层当中的长度，基本单位为mm；ΔTi（t）代表的是混凝土于结构转换层当中各个龄期的综合温差，基本单位为℃，代入数值皆为负值；S i（t）代表的是混凝土于结构转换层当中各个龄期的松弛系数。从上面的公式，我们可以看出裂缝的防治，需要建立在缜密的数据计算基础之上。
3 结束语
综上所述，温度的变化，使得钢筋混凝土产生热胀冷缩的效应，从而产生温度变形，如果混凝土的抗变形能力小于温度的应力，就会出现温差裂缝。譬如突发天气和季节交替，产生的剧烈温度变化情况，使得混凝土形成内外温差，再如在水化的过程中，在水泥含有的矿物会产生水化反应，产生的大部分热量聚集于水泥当中，会出现混凝土内部和外部的温度差异，从而形成温度裂缝。因此，我们需要计算不同龄期混凝土收缩变形值，将收缩变形纳入温度应力当中，然后确定不同时期混凝土弹性模量，并在混凝土浇筑之后，对温度收缩拉应力进行计算，这样才能够有效控制混凝土裂缝的出现。
参考文献
[1]张铁钢，徐炳林.建筑工程中混凝土结构裂缝控制探讨[J].总裁，2009，（8）：162.
[2]普建广，贾丽莉.混凝土面板施工裂缝控制研究[J].水利水电技术，2005，36（8）：42-44.
[3]王明成.建筑施工中混凝土裂缝控制技术的探讨[J].决策信息，2012，（3）：234.
[4]陈华艳，罗才松.混凝土房屋建筑工程裂缝控制与治理技术[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2007，15（5）：16-17.