有关于裂缝混凝土结构施工中出现裂缝理由与预防

【摘要】混凝土裂缝已成为混凝土工程质量的通病，如何防治混凝土裂缝仍然是一个技术难题。然而，在施工中切实抓好混凝土的配合比设计、施工工艺、进场原材料控制、混凝土的养护等各个环节的工作，通过改善混凝土的质量，混凝土的裂缝现象是可以避免的。本文分析了混凝土结构施工中出现裂缝的原因，提出了预防混凝土结构施工裂缝的有效措施。
【关键词】混凝土结构施工裂缝原因预防
混凝土抗拉强度远低于抗压强度，当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时, 就会产生裂缝。影响结构混凝土表面裂缝的原因很多, 其裂缝形式也各式各样, 要进一步加强对混凝土裂缝的认识,尽量避免工程中出现危害较大的裂缝。

一、混凝土结构施工中出现裂缝的原因

1、混凝土凝结过程中沉降引起的开裂

目前采用的大流动性泵送混凝土容易出现该类裂缝。大流动性混凝土拌和物在初凝前，拌和物中骨料虽经振动，内部空隙中水分空气上浮，但粗骨料处于自由状的缓慢下沉中。如混凝土路面的无筋混凝土，全面均匀下沉，表面不会出现裂缝；而钢筋混凝土在初凝前粗骨料处于下沉状态，钢筋下的粗骨料下沉，在钢筋支持下钢筋底部形成空隙，产生沿钢筋方向的开裂，这种裂缝一般只到钢筋面再不会向下延伸，在混凝土终凝前进行二次振捣，可排除在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高黏结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。

2、混凝土凝结时失水较多干缩引起的开裂

薄体混凝土结构在气温较高季节施工容易出现这种裂缝。例如大型平板、道路面层、广场等，在混凝土厚度小于200mm，坍落度大于100mm 时，炎热气候环境下更容易干裂。原因是由于拌和物在振动时水分下渗、外泌流失、蒸发和自身水化作用，尤其有风吹快速失水得不到保护而开裂，出现时间多在初凝前后，深度会达到板厚的1/3～1/2，直至贯穿开裂。但只要在初凝前的表面再次压抹并即刻覆盖养护，在初凝时出现的这类裂缝是可以预防的。

3、穿壁螺杆和套管处产生渗漏水

水池及地下混凝土工程模板支设时，采用对拉螺杆固定模板，为防止渗水，螺杆中部和两侧焊止水环，焊缝严密能有效地防止渗水。若不加焊止水环，在混凝土浇注过程中，对拉螺杆下部骨料还会逐渐下沉，凝固后螺杆下形成一层水膜，在水分逐渐蒸发后该处就形成一道贯通的细孔，产生渗漏水现象。同样，贯穿池壁的预埋套管也会发生同螺杆相同原因的空隙，在内或外水压力作用下产生渗漏水现象。这种渗漏的防止是将止水片周围焊接严密，混凝土如采取二次振捣效果更好。

4、混凝土自身应力产生的裂缝

混凝土的强度达到设计要求后，尚未有任何荷载作用时其自身的徐变产生的裂缝。这种现象在夏季更容易产生。其裂缝形式上下贯通，在地下室墙壁上、剪力墙壁上会呈现出较有规律的开裂，竖向缝一般长1.5～2.5mm，这种裂缝是由混凝土的自应力引起的。原因是混凝土在水化热达到一定温度时，混凝土膨胀应力逐渐消失，此时开始收缩，但混凝土已有一定的强度，即使收缩是均匀的，也会形成较有规律的裂缝。

5、温度应力产生的裂缝

在混凝土施工后的强度增长过程中，要承受不同温度和湿度的循环变化。同时在内外约束应力作用下，混凝土的自约束应力是由非线性的不均匀变形引起，便产生局部裂缝；而结构的外部约束应力由于结构之间的相互约束，这种约束变形有可能使结构产生贯穿性或局部性裂缝。
当混凝土体积内温度应力大于混凝土的拉应力时，混凝土将出现裂缝。现行的《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50203- 2002）中规定：对大体积混凝土的养护，应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，将温度控制在设计要求的范围内；当设计无具体要求时，温差不得大于25℃，降温速度不大于1.5℃/d。从施工的工程实例的统计情况来看，达到此要求，大体积混凝土均未出现裂缝现象，保证了施工质量。

6、荷载和不均匀沉降产生的裂缝

荷载裂缝一般为两种情况形成，一种是在混凝土尚未达到设计强度时，被重物所压形成裂缝；另一种是混凝土已达到设计强度，在上部有重物撞击或临时堆放超重物时形成的裂缝。后者较前者裂缝明显，多数成为贯穿性的裂缝。
由于结构上部承载重量相差大，造成结构不均匀沉降，产生裂缝，裂缝形状上宽下窄，造成渗漏。

7、结构渗水形式

（1）蜂窝麻面处渗漏
表面的不密实与施工关系最大。蜂窝麻面的出现主要是漏振或振动不密实所致，这种不密实似蜂窝状在结构中独立小片存在，个别呈连贯性。当发生渗漏时成片渗漏水。
（2）混凝土裂缝处渗漏
结构因各种原因造成的裂缝处，顺裂缝出现渗漏，缝隙很小时表面渗水不滴，当裂缝大于0.3mm

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以上时形成滴漏水，并带出混凝土内的碱，在缝两侧形成白絮状。
（3）变形缝处渗漏
大型工业、民用建筑及高低层建筑结合处一般均留置沉降缝兼伸缩缝，使发生不均匀沉降时各部位独立完成。这些预先设置的缝因不同原因或密封材料选择不当存在质量问题而造成该处渗漏水，变形缝处渗漏处理难度大且不宜根除。
（4）混凝土接槎处的渗漏
新旧混凝土接槎处及施工中存在的冷缝，因原混凝土表面处理、清洗和黏结处理措施不当，浇筑中原来部分混凝土已经凝固，又在其上重新浇筑混凝土形成冷缝，使用后接槎处出现渗漏，这种渗漏在实际工程中容易出现。混凝土坍落度在10～30mm时，变形缝面未采取刷素浆等措施更易产生渗漏水现象，如认真采取措施处理可以防止这种裂缝处渗漏水。
（5）毛细孔及微裂缝产生的渗漏
大流动性混凝土产生贯穿性毛细孔是较多见的，大流动性混凝土的水灰比相对一般混凝土要大，在浇筑中和振捣后水分分泌、蒸发、自身水化和存入混凝土体内，在强度增长过程中水分逐渐挥发出去，原来水分所占体积成为毛细孔，当外部水压力较大时即在贯穿性毛细孔通道渗水。微细裂缝的形成存在于大流动性混凝土内部，由于振捣不够或过振，在混凝土凝结前主要是水平筋下的骨料仍不稳定在下沉中，而水平钢筋上部混凝土中骨料被钢筋托住不能下降，钢筋下就形成一道不同厚度的水膜，凝固后强度增长以至水分蒸发变形成为一条微裂缝，渗进保护层的水从这条缝隙渗出产生渗漏水。

二、预防混凝土结构施工裂缝的有效措施

1、合理设计

（1）适当地加强构造配筋，合理地选用钢筋直径和间距。选用直径小而间距密的配筋方案，能较好地提高混凝土的抗裂性。
（2）确定裂缝的控制宽度。确定各种混凝土的允许裂缝宽度后，根据其裂缝宽度要求进行设计，也是控制混凝土裂缝的有效措施之一。

2、混凝土原材料的选用

（1）水泥品种选择和水泥用量控制。大体积钢筋混凝土施工，宜选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，同时尽量选用低碱水泥。因此，为减少水泥水化热和降低内外温差，宜将水泥用量尽量控制在450 kg/m3 以下，如果强度允许，尽量考虑采用掺加粉煤灰来调整。
（2）掺加掺和料。混凝土中掺入一定数量的优质粉煤灰，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，能起到润滑作用，可改善混凝土拌和物的流动性、黏聚性和保水性。同时，掺加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果也是非常显著的。选用合适的掺和料还能抑制碱骨料反应。