混凝土裂縫的成因及防治措施

□李 昀 □李印芝（睢縣水務局）

一、塑性干縮裂縫

（一）現(xiàn)象

塑性干縮裂縫一般在混凝土硬化前，出現(xiàn)在構件的表面，縫寬0.05～0.2mm，裂縫短而粗，斷續(xù)無規(guī)律，有時呈龜裂狀，縫裂到鋼筋為止。

（二）原因分析

塑性干縮裂縫是由混凝土表面失水過快引起。在高溫、干燥、大風的天氣下，新澆筑的混凝土構件的表面蒸發(fā)率大于泌水率，由于表面失水過快，塑性混凝土在表面收縮和內部約束的作用下，薄弱的硬結表面就會產生拉應力，造成開裂。體表比值小的構件，由于混凝土中的水分容易蒸發(fā)，容易出現(xiàn)干縮裂縫。配置混凝土時水泥的用量多、用水量大或水泥收縮率大，會增大混凝土的干縮值。忽視對新澆混凝土的遮蓋、擋風和濕養(yǎng)護，也是造成塑性干縮裂縫的主要原因。

（三）防治措施

配置混凝土時，要嚴格控制原材料的質量，選用合適的水泥品種和標號，級配良好的石子和粗、中砂，以及合適的外加劑，嚴格按配合比計量，控制加水量，攪拌均勻?；炷翝仓r，必須正確掌握振搗技藝，混凝土初凝后進行二次拍實抹平，并及時用潮濕材料覆蓋，使其保持濕潤≥7d。此外，也可噴灑養(yǎng)護液、覆蓋塑料薄膜封閉或蓄水養(yǎng)護等方法，防止混凝土水分蒸發(fā)?；炷恋乃苄愿煽s裂縫雖然對結構強度影響不大，但裂縫深度達到鋼筋面時易使鋼筋銹蝕，且影響構件觀感?？捎娩摻z板刷或平板砂輪機磨除水泥結膜和進行毛化處理，掃刷沖洗干凈，隨即用聚合物1∶1水泥砂漿刮平抹實，濕養(yǎng)護7d。

二、材料離析沉縮裂縫

（一）現(xiàn)象

混凝土澆筑成型后2～3h，一般在梁的表面產生沉縮裂縫，裂縫分布規(guī)則，從表面上看，上口張得很大，裂縫一般不深，直至箍筋面。

（二）原因分析

沉縮裂縫一般產生在初凝后、終凝前，沉縮量為構件厚度的1%。在沉縮過程中由于混凝土組成材料的顆粒大小和密度不同，沉降速度不同。材料下沉不均勻，粗骨料下沉快，如遇到鋼筋、模板的阻礙，則受阻上方會發(fā)生裂縫。

（三）防治措施

配置混凝土時，要選擇合適的配合比和水灰比，骨料的級配應達到要求，必要時，采用減水劑，使混凝土的坍落度滿足施工要求。為防止新澆混凝土構件產生裂縫，應掌握正確振搗方法，不漏振、不多振，確保構件混凝土均勻密實，待混凝土初凝時還應進行二次振搗，終凝前壓實抹平。做好混凝土的夏季防曬和冬季保暖工作，及時覆蓋，濕養(yǎng)護≥7d。當發(fā)現(xiàn)已澆筑的混凝土構件出現(xiàn)裂縫時，可用鋼絲板刷將表面水泥薄膜刷除，掃刷沖洗干凈、晾干，隨即用聚合物水泥砂漿（107膠∶水∶水泥∶砂=1∶4∶10∶10）攪拌均勻后刮平抹實，濕養(yǎng)護7d。

三、水化熱溫度裂縫

（一）現(xiàn)象

多發(fā)生于厚大混凝土構件，一般與構件截面垂直，裂縫深淺不等，有時僅位于構件表面，有時則貫通整個截面，危害較大。

（二）原因分析

結構斷面最小尺寸在800mm以上，同時水化熱引起的混凝土內最高溫度與環(huán)境氣溫之差預計超過25℃的混凝土構件，稱之為大體積混凝土構件。此類結構由于承受的荷載大，整體性要求高，往往不允許留設施工縫，由于混凝土量大，澆筑后，水泥水化熱聚積在內部不易散發(fā)，混凝土內部溫度顯著升高，膨脹大，而表面散熱較快，膨脹小，受內部約束產生拉應力，若溫差過大時拉應力超過混凝土極限抗拉強度限度時，便產生裂縫。另外當混凝土內部逐漸冷卻而收縮時，受基底模板或已澆混凝土的約束，接觸處也將產生很大的拉應力，超過限度，混凝土便發(fā)生開裂。

（三）防治措施

要避免和減少混凝土水化熱溫度裂縫的出現(xiàn)，在配置混凝土時，可選用水化熱較低的礦渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，摻入適當?shù)木從齽＿x擇合理的砂石級配，盡量減少水泥用量，減緩水化熱發(fā)生速度。澆筑混凝土時要降低澆筑速度分層澆筑，減少澆筑層厚度。盡量避開炎熱季節(jié)施工，采取人工降溫措施，如砂石堆場加設遮陽棚，噴地下水降溫，攪拌用水加冰降溫等，使混凝土的入樓溫度控制在28℃以內。留設測溫孔，定期測定澆筑后混凝土的表面和內部溫度，控制內外溫差不超過25℃?；炷了療釡囟攘芽p的處理，應在觀察裂縫已經穩(wěn)定后，將裂縫掃刷干凈，用壓力水沖洗并晾干。當裂縫＞0.5mm時，可采用水泥漿壓力灌漿法，將縫隙灌滿，待初凝時壓嵌密實。裂縫＞0.05mm時，須采用環(huán)氧樹脂灌漿液灌注、封閉，如構件有防水要求時可用氰凝灌漿液灌注縫隙。

四、后期干縮（溫變、干濕交替）裂縫

（一）現(xiàn)象

裂縫多出現(xiàn)在梁、板結構的較大受力處，如梁腹部、板中央等，裂縫呈棗核狀，兩頭窄、中間寬，一般是表面的。

（二）原因分析

裂縫是因為鋼筋在承受溫度應力與收縮應力時所發(fā)揮的作用截然不同所致。溫度變化時，鋼筋與混凝土基本上是同步變形，產生的內應力很小，但在混凝土收縮時，鋼筋不變形，并且阻礙混凝土的收縮變形，使混凝土內收縮應力增加而產生裂縫。當混凝土澆筑后長期處于干燥狀態(tài)，構件混凝土毛細孔中的自由水，在1個月左右的干燥蒸發(fā)中會產生毛細變形收縮。若繼續(xù)干燥，則開始蒸發(fā)物理—化學結合的吸附水，引起水泥石失水壓縮，產生吸附收縮而開裂。在混凝土的各種強度中，抗拉強度最低，僅為抗壓強度的7%～11%。構件在碳化、溫變、失水綜合作用下體積收縮，又受到內部鋼筋的約束和外部兩端的嵌固約束應力，當應力超過混凝土的極限時，就會產生裂縫。

（三）防治措施

配置混凝土時，選用普通硅酸鹽水泥和級配好、密度大的石子，對膠凝體的收縮將起控制作用。盡量減小水灰比，減少用水量能減少干縮率。在結構允許范圍內，配筋宜采用直徑細、根數(shù)多的方法，可減少干縮率?；炷翝仓瓿珊?，應認真養(yǎng)護，做到濕養(yǎng)護早、濕養(yǎng)護勤、濕養(yǎng)護夠，一般＜7d。這是延緩干縮裂縫的主要措施?；炷梁笃诟煽s裂縫的處理應在裂縫基本穩(wěn)定時，選擇氣溫比較低的時間，采取灌漿法，即用水泥漿或環(huán)氧樹脂漿等漿液灌注封閉處理，將裂開的混凝土重新組合成整體，恢復原有的功能。

五、支撐下沉和模板變形裂縫

（一）現(xiàn)象

混凝土硬化過程中，支撐和模板松動或變形都容易引起結構沉降裂縫，縫比較寬大，對結構強度和耐久性極其不利。

（二）原因分析

由模板和支撐支設或拆除不當引起的混凝土裂縫有以下幾種情況。

1.立模板和支架前，沒有根據(jù)工程結構型式和上部荷載的大小，按規(guī)范要求計算確定支架的用材規(guī)范和間距大小，而是盲目估計確定。造成施工時承載力、剛度不足的變形，致使新澆混凝土構件開裂，嚴重的還會發(fā)生坍塌事故。

2.立底層模板之前沒有先夯實支撐下的基土相鋪設墊層，則基土達不到持力層的標準；或土質干硬，在混凝土的澆筑過程中，基土被澆水、滲水淋濕后軟化，在上部荷載的壓力下支架沉降變形，造成混凝土構件變形而裂縫。

3.多層房屋施工時，上層模板的支柱立在下層新澆混凝土樓板上，造成樓板變形和裂縫，裂縫在樓板的底面寬、上面窄，跨中多、邊上少。

4.底模和支撐拆除過早，造成構件承載力不足而變形和開裂。

（三）防治措施

確保模板和支撐有足夠的剛度、承載力和穩(wěn)定性；檢查底層支撐下的基土質量，必要時重新夯實，加鋪碎石墊層、擴大墊塊面積，確保支架穩(wěn)固；上層支撐立柱應對準下層的支撐立柱，并加鋪墊板；嚴格控制底模和支撐拆除時間和順序。

檢查樓板下開裂處，立即加設支撐頂牢加固，防止樓板繼續(xù)變形和裂縫擴大。待上層梁、板混凝土達到拆模強度后，拆除模板和支撐。卸除樓板上的荷載后，檢測裂縫寬度，當裂縫寬度＜0.2mm，彎曲變形小于跨度長的1/1000時，可做封閉裂縫處理；當裂縫寬度＞0.3mm時，須加強觀測，及時請設計、監(jiān)理、質監(jiān)等有關人員研究加固處理方案。