淺談混凝土裂縫的成因與防控

周登玖,張白艷

（滁州市富邦商品混凝土有限公司, 安徽 滁州239000；全椒縣鴻天商品混凝土公司, 安徽 全椒239000）

一、裂縫的種類

混凝土在施工早期抗拉能力很低、脆性很大，在施工和使用過程中，溫度、濕度發(fā)生變化、地基產(chǎn)生不均勻沉降、原材料使用不合理、后期養(yǎng)護不及時不合理都極容易產(chǎn)生裂縫。裂縫的形式和種類很多，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。裂縫大致有以下幾種:

（一）收縮性裂縫

收縮性裂縫分塑性收縮、干燥收縮、碳化收縮。塑性裂縫出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面，形狀不規(guī)則且長短不一，這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土澆筑初期。塑性裂縫又稱龜裂，嚴格來說屬于干燥收縮而收起的裂縫，出現(xiàn)很普遍。干燥收縮是在混凝土硬化過程中因混凝土內(nèi)部多余的拌合水的蒸發(fā)而產(chǎn)生的體積收縮。

（二）溫度變化引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當環(huán)境溫度發(fā)生變化時就會產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應力，當這種應力超過混凝土的抗拉強度時就會產(chǎn)生裂縫。在工程中，這種裂縫比較常見，譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫、大體積混凝土的裂縫。大體積混凝土凝結(jié)和硬化過程中，水泥和水產(chǎn)生化學反應，釋放出大量的熱量（稱為“水熱化”），導致混凝土內(nèi)部溫度升高，當混凝土塊體內(nèi)部的溫度與外部的溫度相差很大，以致所形成的溫度應力或溫度變形超過混凝土當時的抗拉強度或極限拉伸應變，就會形成裂縫。

（三）結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫

當結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)沉降不均勻時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到強迫變形，導致結(jié)構(gòu)物中構(gòu)件與構(gòu)件之間產(chǎn)生斜拉和剪切作用，從而使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂，隨著不均勻沉降的進一步發(fā)展，裂縫會進一步擴大。這類裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況。由于地基變形造成的應力一般較大，因此裂縫寬度較大、通常是貫穿性的。

（四）荷載作用引起的裂縫

構(gòu)件承受的不同性質(zhì)的荷載作用，其裂縫形狀也不同，通常裂縫方向大致是與主拉應力的方向正交。結(jié)構(gòu)受載后產(chǎn)生裂縫的因素很多，在施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受地震影響，脫模過早或方法不當，構(gòu)件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當，施工超載，張拉預應力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。

二、凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因

（一）材料因素

1、骨料粒徑越細、針片含量越大，粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大；集料顆粒級配不連續(xù)空隙率過大，混凝土在硬化過程中產(chǎn)生收縮，從而引發(fā)裂縫產(chǎn)生。

2、用水量增多，收縮量增大：現(xiàn)在很多工程使用泵送混凝土，在施工過程中，為了增加混凝土的流動性往往會出現(xiàn)坍落度過大或是施工現(xiàn)場后加水，從而增加了混凝土中游離水，在混凝土水化過程中，游離水的揮發(fā)造成混凝土收縮，從而產(chǎn)生裂縫。

3、混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當,嚴重增加混凝土收縮。當外加劑與水泥不相溶或坍落度損失過快、緩凝成份過低或過高造成混凝土凝結(jié)過早或過晚，引起混凝土開裂。

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、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。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很大?；炷猎O計強度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。

（二）施工因素

1、混凝土是一種人造混合材料，其質(zhì)量好壞的一個重要標志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接成因。如混凝土攪拌不均勻、運距過遠而造成坍落度損失過大、振搗不密實（過振、漏振）等。

2、水分蒸發(fā)、水泥水化和混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因。當混凝土表面水分散發(fā)過快環(huán)境溫度越高，風速越大，收縮越大，高空澆灌容易引起開裂。

3、模板構(gòu)造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護層太小或太大，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。

4、混凝土養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護質(zhì)量與裂縫的關(guān)系密切。澆筑后混凝土表面沒有及時覆蓋，受風吹日曬，表面水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生急劇收縮，而此時混凝土早期強度不能抵抗這種變形應力，因而開裂。早期表面干燥或早期內(nèi)外溫差較大更容易產(chǎn)生裂縫。

（三）設計因素。

1、材料選用：應嚴格控制原材料質(zhì)量。（1）水泥：根據(jù)工程條件不同，合理選用不同性能的水泥。因水泥出廠或出庫時大多數(shù)是在高溫狀態(tài)，有時溫度會在70℃～80℃左右或更高，要避免水泥入庫就使用。（2）粗骨料：適用表面粗糙、級配良好、空隙率小、無堿集料反應；有害物質(zhì)、輕物質(zhì)及含泥量、泥塊含量和壓碎指標值等滿足相關(guān)規(guī)范及技術(shù)規(guī)范規(guī)定。（3）細骨料：宜采用天然砂。宜用細度模數(shù)2.0～2.8 間的Ⅱ區(qū)中砂，且有害物質(zhì)、輕物質(zhì)及含泥量及泥塊含量等指標符合相關(guān)規(guī)范及技術(shù)規(guī)范規(guī)定。（4）外加劑：根據(jù)季節(jié)氣候的不同合理選擇及調(diào)整外加劑成分，改善混凝土工作性能，調(diào)整混凝土凝結(jié)時間、降低水化熱或延遲水化熱峰值的產(chǎn)生。（5）合理選擇摻合料，以明顯降低水泥用量，減少水化熱的產(chǎn)生。改善混凝土工作性能。根據(jù)不同施工部位及結(jié)構(gòu)要求，合理調(diào)摻合料的各類及摻量。

2、配合比設計

混凝土配合比應按《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ55 的規(guī)定，根據(jù)要求的強度等級、抗?jié)B等級、耐久性及工作性等進行配合比設計，配合設計在經(jīng)濟適用的基礎(chǔ)上應盡量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料計量應準確，攪拌時間應保證；禁止任意增加水泥用量。大體積混凝土應提高外摻料用量，降低水化熱的產(chǎn)生。

3、混凝土的運輸與施工

（1）混凝土運輸過程中，罐體應保持在每分鐘約6 轉(zhuǎn)，并到工地后保持攪拌，拌車在上泵前應高速運轉(zhuǎn)到4 至5 分鐘，以使混凝土澆筑前充分再次混合均勻。如遇塌落度有所損失過大，可以摻一定的外加劑強轉(zhuǎn)后，達到理想效果。

（2）混凝土澆筑過程中,澆筑分層應合理，振搗應均勻、適度、不得隨意留置施工縫?；炷翝仓^程中不得隨意加水。及時做好抹面及二次收面工作。

（3）加強混凝土的早期養(yǎng)護，并適度延長養(yǎng)護時間，在氣溫高、濕度低或風速大的條件下，更應及早進行噴水養(yǎng)護，在澆水養(yǎng)護有因難時，或者不能保證其充分濕潤時，可采用覆蓋保濕材料等方法。選擇適合的拆模時間。

（4）大體積混凝土施工，在施工前應做好施工預案，安排好現(xiàn)場施工秩序。應做好溫度測控工作，采取有效的保溫措施，保證構(gòu)件內(nèi)外溫差不超過規(guī)定。

四、混凝土裂縫的處理方法

（一）表面處理法

表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補（土工膜或其它防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。

（二）填充法

用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業(yè)簡單，費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V 型槽，然后作填充處理。

（三）灌漿法

此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。利用壓送設備（壓力0.2～0.4Mpa）將補縫漿液注入砼裂隙，達到閉塞的目的，該方法屬傳統(tǒng)方法，效果很好。也可利用彈性補縫器將注縫膠注入裂縫，不用電力，十分方便，效果也很理想。

五、結(jié)論

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進行處理，并在生產(chǎn)和施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因主要有：設計方面不當。材料選擇方面存在粗細集料含泥量過大、骨料粒徑太細、混凝土外加劑和摻和料選擇不當、水泥品種原因、水泥等級及混凝土強度等級的原因。混凝土配合比設計方面存在水泥等級或品種選用不當、水灰比過大、水泥用量越大和用水量越高、砂率和水灰比選擇不當、混凝土膨脹劑摻量選擇不當。施工及現(xiàn)場養(yǎng)護方面主要有混凝土振搗不當、連續(xù)澆筑時間過長、現(xiàn)場養(yǎng)護措施不到位、現(xiàn)場模板拆除和預應力張拉不當?shù)仍颉?/p>

混凝土裂縫的控制措施主要有：材料選擇從選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級和級配優(yōu)良的砂、石原材料，積極采用摻合料和混凝土外加劑等控制措施。混凝土配合比設計從干縮率、坍落度、用水量、水泥用量、水膠比、砂率的配制，采用引氣劑或引氣減水劑等控制措施。施工方面從模板的安裝及拆除，混凝土的制備、運輸、澆筑和養(yǎng)護等進行控制。管理合理的選擇施工進度。并且在環(huán)境方面應注意施工的季節(jié)，環(huán)境的溫濕度，嚴格控制現(xiàn)場坍落度、防風、及時和氣象站保持緊密聯(lián)系。

綜上所述，混凝土裂縫的防控是一個綜合性的復雜的課題，需要在原材料選用、生產(chǎn)配比設計、科學施工、精心養(yǎng)護等多方面的配合。隨著當今我們對混凝土耐久性研究的不斷深入，材料科學的不斷發(fā)展和建筑技術(shù)水平的不斷提高，相信混凝土裂縫問題將會逐漸得到更好地改善和解決。

[1]張海峰.淺析混凝土裂縫產(chǎn)生原因及預防措施[J].今日科苑,2008,(04)：20-24.

[2]曾力軍.淺析混凝土裂縫的原因、預防和處理[J].江西建材，2007,（03）:33-35.

[3]鐘振武.現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因及處理[J].山西建筑，2003,（11）:42-43.

[4]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].中國建筑工業(yè)出版社,1999.