混凝土裂縫的原因分析及防治措施

趙軍霞

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料。其具有很多優(yōu)點，但也存在一些弱點，如均勻性差、離散性大、容易產(chǎn)生裂縫。尤其混凝土的裂縫較為普遍，成為困擾建筑業(yè)多年的質(zhì)量通病，將直接影響結(jié)構(gòu)安全。下面對其進行具體的探討。

1 混凝土施工中裂縫原因

1.1 干縮裂縫

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結(jié)束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果:混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫，寬度多在0.05mm～0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性，在水壓力的作用下會產(chǎn)生水力劈裂影響混凝土的承載力等等?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。

1.2 塑性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一，互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20cm～30cm，較長的裂縫可達2 m～3 m，寬1mm～5mm。其產(chǎn)生的主要原因為:混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細管中產(chǎn)生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。

1.3 沉陷裂縫

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導(dǎo)致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關(guān)，一般沿與地面垂直或呈30°～45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫往往有一定的錯位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

1.4 混凝土材料及配合比

配合比設(shè)計不當直接影響混凝土的抗拉強度，是造成混凝土開裂不可忽視的原因。配合比不當指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當，骨料種類不佳，選用外加劑不當?shù)?，這幾個因素是互相關(guān)聯(lián)的。

有關(guān)試驗資料顯示:用水量不變時，水泥用量每增加10%，混凝土收縮增加5%;水泥用量不變時，用水量每增加10%，混凝土強度降低20%，混凝土與鋼筋的粘結(jié)力降低10%。

1)粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當?shù)拈g斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

2)骨料粒徑越細、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。

3)混凝土外加劑、摻合料選擇不當，或摻量不當，嚴重增加混凝土收縮。

4)水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大。

5)水泥等級及混凝土強度等級原因:水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響越大?；炷猎O(shè)計強度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。

1.5 施工及現(xiàn)場養(yǎng)護原因

1)現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

2)高空澆筑混凝土，風(fēng)速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。

3)對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。

4)大體積混凝土澆筑，對水化計算不準、現(xiàn)場混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

5)現(xiàn)場養(yǎng)護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

6)現(xiàn)場模板拆除不當，引起拆模裂縫或拆模過早。

7)現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力張拉不當(超張、偏心)，引起混凝土張拉裂縫。

2 裂縫的防治措施

由于水化熱產(chǎn)生的升溫較高、降溫幅度大、速率快，使混凝土產(chǎn)生較大的溫度和收縮應(yīng)力是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。因此，為防止水化熱引起的裂縫，施工前應(yīng)計算升溫峰值、內(nèi)外溫差及降溫速率，制定相應(yīng)的技術(shù)措施，防止和控制溫度裂縫，確保工程質(zhì)量。

2.1 降低混凝土入模溫度

1)降低原材料進入攪拌機的溫度如夏季在水箱內(nèi)加冰塊，降低水溫;粗骨料遮陽防曬，并灑冷水降溫;細骨料遮陽防曬;散裝水泥提前儲備，避免新出廠水泥溫度過高。采取以上措施最大限度降低混凝土出機溫度。

2)夏季，混凝土運輸車加保溫套或?qū)摅w噴淋冷水降溫?；炷帘盟凸艿勒陉柗罆?。

3)混凝土澆筑作業(yè)面遮陽，減少混凝土冷量損失。

2.2 降低混凝土水化熱

1)選擇中低熱品種水泥，優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽水泥。2)利用混凝土后期強度，用R60或R90替代R28作為設(shè)計強度。3)摻入一定比例的粉煤灰。4)摻入高效減水劑。5)摻加緩凝劑。

2.3 采用二次抹壓技術(shù)

混凝土大模振搗，表層刮平抹壓1 h～2 h后，即在混凝土初凝前在混凝土表面進行二次抹壓，消除混凝土干縮、沉縮和塑性收縮產(chǎn)生的表面裂縫，增加混凝土內(nèi)部的密實度。但是，二次抹壓時間必須掌握恰當，過早抹壓沒有效果;過晚抹壓混凝土已進入初凝狀態(tài)，失去塑性，消除不了混凝土表面已出現(xiàn)的裂縫。

2.4 混凝土自然養(yǎng)護

1)保濕養(yǎng)護混凝土表面經(jīng)過二次抹壓后，立即覆蓋塑料薄膜，防止表面水分蒸發(fā)，保持混凝土處于潮濕狀態(tài)下養(yǎng)護。特別是對于摻入UEA膨脹劑的混凝土，在最初14 d內(nèi)，必須潮濕養(yǎng)護，方能促使膨脹劑充分發(fā)揮膨脹作用。

2)保濕養(yǎng)護根據(jù)混凝土絕熱溫升計算，確定中心最高溫度，按溫控技術(shù)措施，確定養(yǎng)護材料及覆蓋厚度和養(yǎng)護時間。

保溫養(yǎng)護的目的:

a.減少混凝土表面熱擴散，減少內(nèi)外溫度;b.延緩散熱時間，控制降溫速率，有利于混凝土強度增長和應(yīng)力松弛，避免產(chǎn)生貫穿裂縫。養(yǎng)護一般不少于15 d。

3)在常溫季節(jié)，混凝土終凝后也可采取蓄水養(yǎng)護的辦法，替代前兩種保濕保溫養(yǎng)護辦法。根據(jù)混凝土內(nèi)外溫差數(shù)據(jù)，及時調(diào)整蓄水高度，也能收到預(yù)期效果。

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它不但會影響構(gòu)件的耐久性、疲勞強度，還會使預(yù)應(yīng)力混凝土發(fā)生預(yù)應(yīng)力損失以及使一些超靜定結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響，只有對其進行認真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定的工作。具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

［1］ 崔秀梅.淺談混凝土裂縫的防治［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2004(12):47-48.

［2］ 紀宏偉，王新平.混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析［J］.山西建筑，2007，33(11):150-151.

［3］ 李 嵩.淺談混凝土裂縫事故處理方法［J］.山西建筑，2009，35(29):143-144.