混凝土工程中常見溫、濕度裂縫分析及預防措施

蘇曉明

鄭州市工程質量監督站（450000）

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合攪拌而形成的非均質脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土中呈現出一些非均質的特性。微裂縫通常是一種無害裂縫，對混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產生危害。但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會不斷的擴展和連通,最終形成我們肉眼可見的宏觀裂縫，也就是混凝土工程中所說的裂縫。

混凝土產生裂縫有多種原因,主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格（如堿骨料反應），模板變形，基礎不均勻沉降等，本文僅對由溫、濕度變化產生的一系列裂縫問題進行簡要的分析探討。

1 裂縫分類

1.1 干縮裂縫

干縮裂縫多出現在混凝土養護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后一周左右。水泥漿中水分的蒸發會產生干縮，且這種干縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由于混凝土內、外水分蒸發程度不同而導致的。混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內部濕度變化較小，水分損失偏慢，變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內部的約束，產生較大拉應力而產生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越容易產生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網狀淺細裂縫,寬度多在0.05mm～0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多延其短向分布（裂縫往往產生在傳遞力量薄弱部位）。

干縮裂縫通常會影響混凝土的抗滲性，引起鋼筋銹蝕，影響混凝土的耐久性；在水壓力的作用下會產生水力劈裂，影響混凝土的承載力等等。

1.2 塑性裂縫

塑性收縮裂縫是指混凝土在凝結之前,表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現，裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一，互不連貫狀態。較短的裂縫一般長20～30 cm,較長的裂縫可達2～3 m長、1～5mm寬。其產生的主要原因為:混凝土在終凝前混凝土表面失水較快,造成毛細管中產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的收縮，因此產生龜裂。

1.3 溫度裂縫

溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產生大量的水化熱，由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚集在混凝土內部不易散發,導致內部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內外的較大溫差，較大的溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同,使混凝土表面產生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產生裂縫，這種裂縫多發生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會導致混凝土表面溫度急劇下降，而產生收縮，表面收縮的混凝土受內部混凝土的約束，將產生很大的拉應力而產生裂縫,這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內產生。

溫度裂縫的走向通常無一定規律，大面積結構裂縫常縱橫交錯；梁板類長度尺寸較大的結構，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土裂縫通常是中間粗兩端細,而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現會引起鋼筋的銹蝕及混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗滲能力等。

2 預防措施

2.1 干縮裂縫

混凝土的干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。

主要預防措施:1）選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥或是在水泥中摻入一定比例的粉煤灰等低熱材料，降低水泥的用量，降低水化熱的產生；2）混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比的選用，同時摻加合適的減水劑;3）嚴格控制混凝土攪拌和施工中的配合比,混凝土的用水量絕對不能大于配合比設計所給定的用水量；4）加強混凝土的早期養護，并適當延長混凝土的養護時間，冬季施工時要適當的延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養護劑養護；5）在混凝土結構中設置合適、合理的收縮縫。

2.2 塑性收縮裂縫

混凝土的塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環境溫度、風速、相對濕度等等。

主要預防措施:1）選用干縮值較小、早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥；2）嚴格控制水灰比，摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量；3）澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透；4）及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養護劑等進行養護；5）在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施，及時養護。

2.3 溫度裂縫

主要預防措施:1）盡量選用低熱或者中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥；2）減少水泥用量；3）降低水灰比；4）改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱；5）改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統的“三冷技術”基礎上采用“二次風冷”新工藝，降低混凝土的澆筑溫度；6）在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間；7）高溫季節澆筑時可以采用搭設遮陽板等輔助措施控制混凝土的升溫,降低澆筑混凝土的溫度；8）大體積混凝土的溫度應力與結構尺寸有關，混凝土結構尺寸越大，溫度應力越大，因此要合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束；9）在大體積混凝土內部設置冷卻管道，通冷水或者冷氣冷卻降溫，減小混凝土的內外溫差；10）加強混凝土溫度的監控，及時采取冷卻、保護措施；11）設溫度收縮縫；12）減小約束，澆筑混凝土前宜在基層和老混凝土上鋪設5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷；13）加強混凝土養護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養護，適當延長養護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻，在寒冷季節，混凝土表面應設置保溫措施，以防止寒潮襲擊；14）混凝土配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一定的范圍之內；15）嚴格控制混凝土內外溫差，不允許超過一定的設定值。

裂縫是混凝土結構中一種普遍存在的現象,它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，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，區別對待,在施工中采取各種有效地預防措施來預防裂縫的出現和發展，保證建筑物結構的安全、穩定。