成因混凝土裂缝原因和重点防治

摘要：混凝土裂缝是混凝土工程施工中的质量通病，裂缝产生的原因以及如何防止混凝土裂缝，早已成为专业领域的一项技术攻关课题。现浇混凝土裂缝表现为：表面龟裂、纵横、斜向裂缝或其他不规则的开裂，裂缝不仅有损混凝土外观，而且会引起钢筋腐蚀，破坏整体结构，降低刚度，影响强度和耐久性。本文对混凝土产生的裂缝原因进行分析，对于混凝土裂缝的重点防治措施进行了初步探讨。
关键词：混凝土；裂缝分类；成因 ； 防治措施

一、混凝土产生裂缝的分类

1、塑性沉降裂缝

此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍（如钢筋、模板）而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇筑后0.5小时至３小时之间，混凝土尚处在塑性状态，混凝土表面消失水光时立即产生，沿着梁及板面钢筋的走向出现，主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致，或者在施工过程中模板沉陷、移动时也会出现此类裂缝。在施工过程中，只要深入透彻的掌握混凝土此类特性和采取相关的措施，可以有效的控制混凝土沉降等原因产生的开裂。

2、混凝土干缩裂缝

混凝土干缩裂缝一般出现在混凝土较薄的结构，譬如现浇楼板、无梁挑板等，在结构断面≤300mm、混凝土坍落度＞100mm时，最容易产生裂缝。这类裂缝多在表面出现，形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状，深度一般不超过50mm。这种裂缝产生的原因是混凝土拌合物在浇捣完毕后，混凝土拌合物内部的水份一部分泌出流失，一部分被水泥水化所用，另外一部分被蒸发，尤其是在干热、风较大的季节以及在空中的薄壁结构板混凝土拌合物则更容易出现失水干缩而发生裂缝。这种裂缝出现的时间较早，易在混凝土初凝前发生，若不加以处理和养护，局部裂缝将会贯穿整个混凝土结构，部分裂缝也将达到结构1/3～1/2的深度。对此，可以在混凝土还没达到初凝之前，对其表面用木抹子进行再次拍压抹平，并立即在表面覆盖养护，即可消除该种裂缝的再发生。

3、混凝土温差与应力裂缝

混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大，特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。在混凝土硬化过程中，混凝土构筑物可能要承受各种温度和湿度及其它原因引起变形而产生应力裂缝，因为当混凝土浇筑后，水泥因水化引起水化热，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝龄期短，抗拉强度很低，如果温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝，一般呈现不规则状态，深度较浅，属表面性质。然而，表面裂缝易产生应力集中，能促使裂缝进一步开展。混凝土在内、外约束应力作用的情况下，混凝土构件的自约束应力是由于非线性的不均匀变形引起，它产生了局部裂缝，而混凝土构件(结构)在外部的约束应力由于结构与结构的相互约束，这种约束变形可能使混凝土构件(结构)产生贯穿性断裂和局部裂缝。

4、施工工艺质量引起的裂缝

在钢筋混凝土结构浇注、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理,施工质量低劣,可能产生各种形式的裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生原因而异,比较典型且常见的如下:①钢筋混凝土保护层过厚,或乱踩绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的钢筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。②混凝土震捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或形成其它荷载裂缝的起源点。③混凝土浇筑过快,混凝土流动性较低在硬化前因混凝土振捣不足,硬化后沉实过大,容易在浇注数小时后发生裂缝。④混凝土搅拌、运输时间过长,水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低,使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。⑤用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，混凝土表面出现不规则裂缝。⑥混凝土分层或分段浇注时,接头部位处理不好,易在新、旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。⑦混凝土早期受冻,使构件表面出现裂纹,或局部剥落,或脱模后出现空鼓现象。⑧施工时模板刚度不足,在浇注混凝土时,因侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。⑨施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

二、混凝土裂缝防治与控制措施

1、塑型沉降裂缝预防

此类裂缝预防的措施如下：①在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度；②保证混凝土均质性，搅拌运输卸料前先高速运转20—30秒，然后反转卸料；③施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况，不能漏振、过振使混凝土离析分层；④施工过程中严禁随意加水。

2、混凝土干缩裂缝的控制

混凝土的干缩裂缝主要是由于混凝土在硬化过程中由于水分蒸发、体积逐渐缩小而产生收缩裂缝，由于混凝土内部的孔隙在干燥过程中逐步失水，产生很大的毛细管张力，混凝土体积产生收缩，且混凝土周围存在约束，内部又有拉应力，当拉应力超过混凝土材料抗拉强度时，便产生了干缩裂缝。
干缩裂缝的控制方法有：
①降低混凝土单位用水量：用水量的增加势必使剩余水增加，因此，从确保混凝土耐久性出发，应降低混凝土单位用水量。
②水泥的影响：混凝土采用不同水泥，混凝土收缩也不相同，按收缩值大小排列顺序为：矿渣水泥>普通水泥>粉煤灰水泥。
③降低混凝土周围约束：若混凝土周围约束过大，内部拉应力无法释放，拉应力增大而使混凝土干裂，因此，应减少混凝土的分仓长度，以使混凝土内部拉应力能够充分释放。分段浇筑长度为8m的整数在16m～40m范围内。
④添加膨胀剂：适量添加膨胀剂后可以使混凝土体积膨

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胀，在混凝土内部产生应力，部分抵消了混凝土因毛细孔隙干燥而产生的拉应力，从而起到控制干缩裂缝的作用。

3、施工环境对混凝土温差及温度应力裂缝的影响

3.1高温施工

混凝土施工温度不宜大于28℃，日最高气温超过30℃时，宜选择在早晨、傍晚或夜间施工，并采取骨料降温、加冰降温等措施控制混凝土入仓温度≤28℃；当现场气温超过35℃时，应停止施工。

3.2水化热开裂的控制

水泥水化后释放出大量的热量，使混凝土内外形成较大的温差，从而在温度应力的作用下形成裂缝。特别是在夏季施工，中午气温一般在摄氏37℃左右，露天存放的石子表面温度可达摄氏50℃左右，混凝土出机口温度在摄氏30℃左右，导致混凝土水化后内部温度更高。为控制混凝土水化开裂，施工中必须合理选用材料以利于降低水泥水化热，减小收缩，从而降低裂缝发生的几率和裂缝开展的深度，减低裂缝对结构抗力的不良影响。

3.3骨料降温

骨料的温度控制主要通过洒水降温来进行，尽量要避免太阳光直射，减少骨料吸热，浇筑前2～3小时再用洒水车运深井水（约16℃左右）对粗、细骨料进行充分的洒水降温。采取以上方法降温后，浇筑前粗骨料内部温度约为24℃，细骨料内部温度约为26℃，降温效果相对较明显。

3.1加冰降温

在混凝土浇筑前购入冰块，砸成粒径约3cm的小块加入混凝土生料中，充分拌合后量取出机口温度，根据出机口温度来确定加冰量。实际工作中，因冰块破碎工作量较大，粒径也很难控制，加入冰块后还需延长拌和时间，降低了混凝土浇筑速度，为了克服该问题，我们采用拌和水降温的方法，即把条形冰块放入拌和水池中来降低水温。用此方法，通常能够把拌和用水的温度降至摄氏3～70C左右。当出机口的控制温度为180C，混凝土1m3用冰量在60kg左右。

3.2夜间浇筑

白天气温较高，即使采用多种降温措施也很难保证混凝土的入仓温度，而夜间浇筑—特别是后半夜浇筑，气温相对较低，比较容易控制混凝土的入仓温度。因此，工作中多把其他工序的施工安排在白天进行，而把混凝土浇筑安排在夜间进行。
通过以上3项温控措施，使夏季混凝土出机口温度控制在18℃以内，入仓温度控制在28℃以下，有效地控制了温度裂缝的产生。

3.4混凝土浇筑后的养护

根据混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）要求，混凝土应在浇筑完毕后的 12h 以内对混凝土加以覆盖并保湿养护，对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水拌制的混凝土，其养护时间不得少于7d，对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土不得少于14d，养护浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态，混凝土养护用水应与拌制用水相同。采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水。混凝土浇筑后，必须注重对成品的保护，当混凝土强度达到 1.2N/mm2 前，不得在其上踩踏或安装模板及支架，禁止过早对楼板面施加荷载或进行模板及支架的拆除，拆模时间必须符合规范中关于混凝土强度的相关要求。

三、结 语

裂缝是混凝土结构中普遍存在的现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此严格按规程、规范要求施工，严把质量关，防范于未然，尽可能的降低混凝土裂缝的出现。
参考文献:
混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）.
朱申增《现浇钢筋混凝土楼面板裂缝产生的原因及防治措施》2010.6.
[3]国内外对混凝土裂缝控制的要求.