淺析高強混凝土應力與裂縫控制

翟吉偉

摘要：混凝土時建筑工程建設過程中重要的施工材料之一，混凝土的質量直接影響著建筑的整體結構穩定性，因此對混凝土的質量問題應給予足夠的重視。混凝土在使用過程中會產生應力和裂縫，應力與裂縫會直接導致混凝土結構性能受到不同程度的破壞，對結構強度的保證造成嚴重的影響。因此本文將對高強混凝土應力與裂縫的控制問題展開詳細的分析和總結。

關鍵詞：高強度混凝土；應力；裂縫

1前言

混凝土一旦發生裂縫，就會給建筑整體結構的穩定性和安全性帶來安全隱患，同時建筑物的外觀美感也會受到破壞。處于新時代的建筑公司應對高強度混凝土裂縫的成因給予重視，不斷地提升混凝土的施工質量，切實保證建筑結構的穩定性，促進建筑工程行業長遠發展。

2高強度混凝土的概念

高強度混凝土是指在水泥和砂石建筑材料中摻加一定數量的礦物材料，促使混凝土的強度變大，在承壓方面與普通的混凝土相比具有絕對的優勢。承壓建筑構件的截面尺寸由于使用了高強度混凝土而減小，使得混凝土的使用量得以減少，能夠有效降低工程造價。高強度混凝土主要應用于高層或超高層建筑中，為建筑物的整體強度提供支持。本文所描述的是洛陽恒大綠洲項目所使用的高強度混凝土。

3高強度混凝土應力分析及裂縫出現的原因分析

高強度混凝土各個組成成分之間的性質存在的差異使得混凝土在發揮其自身性質的同時會受到這些方面的影響，導致高強度混凝土內部出現應力場。高強度混凝土在凝結的過程中隨著水分的逐漸消失水泥砂漿逐漸開始凝固。由于水分的消失混凝土內部會變得干燥。但是高強度混凝土內部各個組分之間因水分的消失而產生的收縮量是不同的，水泥砂漿的收縮量明顯大于粗、細骨料的收縮量，使得高強度混凝土內部粗骨料收縮產生壓力，水泥砂漿產生拉力。索然混凝土的界面合理仍然為零，但是混凝土的局部收縮應力會逐漸變大，導致粗、細骨料之間形成局部裂縫。

在溫度變化趨勢相同的情況之下水泥砂漿與骨料之間的線性膨脹系數不同會導致它們受溫度影響而產生的相互約束力不同，最終形成了不均勻的應力場。高強度混凝土的溫度變化主要是外部環境溫度變化和自身水化熱反應而產生的溫度變化。這些變化都會在高強度混凝土的表面及內部產生較大的溫度差。

高強度混凝土產生裂縫的原因可以總結為以下幾個方面：①設計：混凝土構件在設計的過程中不免會存在結構突變而引起的應力集中的情況，構件承受較大應力而產生裂縫。在結構設計時對混凝土構件的預應力施加不足而產生裂縫。鋼筋混凝土的配筋率沒有達到要求或鋼筋的規格不正確都會使得混凝土產生裂縫。此外混凝土的強度等級設置較高，促使混凝土中各個組成成分之間的含量失衡，導致裂縫出現；②材料：混凝土骨料中的含泥量太大導致混凝土收縮程度較大，增大了高強度混凝土出現裂縫的概率。外加劑的種類選擇和用量也會對混凝土裂縫產生不良的影響。

4高強混凝土應力與裂縫控制措施

通過對高強度混凝土產生應力與裂縫的因素進行分析可知，控制措施可以從控制溫度和改善混凝土約束條件這兩個方面進行分析和研究。

4.1應力控制措施

（1）對高強度混凝土的骨料級配進行合理的改善，特別是改善混凝土中水泥的用量，具體措施可以使用干硬性混凝土、摻加混合料、使用引氣劑或塑化劑等外加劑；

（2）進行混凝土攪拌的過程中可以采取措施降低高強度混凝土的澆筑溫度；

（3）對高強度混凝土澆筑之后進行降溫處理，可以在混凝土內部預先埋置一些管線，在管內通冷水進行散熱循環；

（4）高強度混凝土澆筑的過程中采用分層澆筑、分級澆筑等方式，避免大體積一次性澆筑。特別是在外界溫度較高的環境下合理利用混凝土的澆筑面對混凝土進行降溫散熱處理；

（5）混凝土澆筑完成之后需要按照規定時間進行混凝土的養護，合理控制拆模時間。如果外界環境氣溫降低時，需要對混凝土外表面進行保溫措施，防治混凝土內外溫度發生梯度變化而導致內外溫差過大；

（6）對建筑工程的施工順利進行科學合理地安排。

4.2高強度混凝土裂縫控制措施

（1）合理控制混凝土的配合比，從源頭降低裂縫出現的概率。①水泥的種類適宜選用水化熱低、收縮量小的水泥，水泥的細度必須滿足規定；②骨料在使用之前對其進行清洗，合理降低骨料的含泥量；③在混凝土中合理使用粉煤灰和礦渣，可以利用它們的活性效應和形態效應來提升高強度混凝土的和易性和降低混凝土的泌水性，促使高強度混凝土在泵送的過程中能夠提升泵送速度；④高強度混凝土在保證塌落度的情況下盡量降低用水量，即嚴格控制混凝土的水灰比。通過文獻查閱可知高強度混凝土的水灰比適宜控制在0.9到1.0之間；⑤高強度混凝土在配置的過程中可以摻加少量的纖維，纖維可以在混凝土內部建立支撐體系增強混凝土的整體性減小裂縫的產生；⑥混凝土構件的厚度設計要適宜，構件太薄容易產生裂縫，構件太厚就浪費了材料。

（2）提升施工質量，控制裂縫的產生：①在混凝土振搗的過程中必須做到振搗適宜，不能出現過振、漏振的現象，振搗到混凝土表面不再出現氣泡為止；②混凝土養護過程中嚴格控制溫度和濕度，避免水分散失速度過快。

5結語

高強度混凝土已經逐漸應用于新時代背景下高層、超高層建筑施工之中，因其獨特的性能使得建筑結構得到了良好的保障。值得注意的是達到高強度混凝土絕對安全的施工是做不到的，但是可以通過對導致混凝土應力與裂縫產生的因素進行分析，針對性地提出相應的對策可以大幅度地降低混凝土裂縫出現的概率，通過可靠的理論知識和充足的工作經驗來對高強度混凝土的質量進行有效控制，不斷地強化對高強度混凝土裂縫的預防和控制能力，進而確保施工質量。在具體的工作中還要對工程中實際問題多觀察、多研究，對出現的問題多分析、多總結，能夠提出多種混凝土裂縫的處理措施。這樣不僅能夠促使建筑企業實現經濟效益和社會效益的雙豐收，還會推進建筑企業的發展邁入新的征程。