鋼筋混凝土裂縫成因及防治

曹貴才

(黑龍江省國瑞建筑工程管理有限公司)

1 混凝土裂縫產生的原因及影響因素

工程建設中混凝土裂縫的產生有多種原因，其中主要的原因有混凝土溫度和濕度的變化、混凝土自身的脆性和不均勻性、混凝土結構的不合理、混凝土原材料不合格(如堿集料反應等)、模板變形以及基礎的不均勻沉降等。混凝土硬化期間水泥釋放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在混凝土表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到其他部分的約束又會在混凝土內部出現拉應力。同時，氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗拉強度時，即會出現裂縫。

工程建設中許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、干濕變化，混凝土表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。

混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1/10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有(0.6～1.0)×104，長期加荷時的極限位伸變形也只有(1.2～2.0)×104。由于原材料不均勻，水灰比不穩定，及運輸和澆筑過程中的離析現象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝土邊緣部位如果結構內出現了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度，往往在混凝土內部引起拉應力。有時溫度應力甚至可超過其它外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。

(1)原材料質量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。混凝土所采用材料的質量不合格，可能導致結構出現裂縫。

(2)砂石含泥量超過規定，不僅降低混凝土的強度和抗滲性，還會使混凝土干燥時產生不規則的網狀裂縫。砂石的級配差，或砂顆粒過細，用這種材料拌制的混凝土常造成側面裂縫。堿骨料反應。骨料中含有泥性硅化物質與堿性物質相遇，水、硅反應會生成膨脹的膠質，吸水后造成局部膨脹和拉應力，則構件產生爆裂狀裂縫，在潮濕的地方較為多見。

(3)拌和用水及外加劑拌和用水或外加劑中氯化物等雜質含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應有影響。

(4)施工違反操作規程

常見因素有攪拌、運輸時間過長;振搗不良;澆筑速度過快;塑性混凝土下沉;施工縫接茬處理不好;初期養護不當，早期受凍;鋼筋骨架構造不當(主箍筋配置、主箍筋間距、主筋搭焊接錨固、輔筋和預埋件問題等);亂踩配筋致使保護層減小;模型板剛度不足;模板支架下沉或失穩;過早拆模等;其中多數屬物理性缺陷。

2 防治措施

2.1 提高全員質量意識，充分認識裂縫危害

隨著建設事業的飛速發展，混凝土技術也在向功能型和智能型方向發展，這就要求參建的技術管理人員不斷加強自身的學習和提高，充分認識裂縫產生的危害，加強對混凝土結構組成、各種材料對混凝土性能的影響、新工藝新過程的學習了解，監理單位、設計單位和施工單位一起對操作人員進行技術交底，對工程中的重要部位、關鍵工序、施工措施，與施工班組研究討論，共同努力實現控制質量目標，有效地避免有害裂縫的產生。

2.2 加強設計質量監控，做好施工方案設計

設計質量是決定工程質量的重要因素，設計過程的質量控制是質量預控的重要環節。監理單位要充分發揮協調作用，匯同建設、施工單位技術人員共熟悉圖紙，充分了解建設、設計意圖，做好技術交底。混凝土配合比是影響裂縫的重要內部因素，施工前應做好混凝土配合比設計和試配檢驗，在滿足混凝土設計標號的前提下，盡量減少單位用水量、拌制混凝土時摻入一定量的磨細粉煤灰，降低水泥用量以減少水化熱量。另外還要對裝料順序、攪拌時間、澆筑點坍落度、入模溫度、留茬部位進行規劃，對模板進行設計，充分做好施工前的準備工作。

2.3 加強對進場材料的控制

建筑材料的質量直接關系到混凝土的質量，對進場的建筑材料一定要把好關。混凝土在澆筑至硬化期間，水泥會放出大量水化熱，水化熱越大，產生裂縫的可能性就越大，因此應盡量采取措施降低水化熱。一是盡量選用水化熱較小的水泥品種，必要時可以加入緩凝劑，減緩澆筑速度以利散熱，或加入適當的減水劑，改善和易性，減少水泥用量，降低水化熱。二是選用良好級配的骨料，嚴格控制粗細骨料的含泥量，細骨料宜用干凈的中砂或中粗砂，最好用中粗砂，粗骨料宜用粒徑較大、連續級配好的石子，嚴禁混入煅燒過的白云石或石灰石。

2.4 施工過程的質量控制

(1)混凝土從攪拌機中卸出后，其運輸延續時間受混凝土溫度高低限制，當混凝土溫度20～30℃時，不超過1 h;10～19℃時，不超過1.5 h;5～9℃時，不超過2 h。若長距離運輸宜采用混凝土運輸攪拌車來運輸，時間應在1 h以內。當采用泵送混凝土應保證混凝土泵連續工作，泵送前先用適量的與混凝土成分相同的水泥砂漿或水泥漿潤滑輸送管道。混凝土從卸料、運輸到泵送完畢時間不得超過1.5 h，夏季還應縮短。泵送過程中，泵的受料斗內應充滿混凝土，防止吸收空氣形成阻塞。

(2)混凝土自由傾落高度不宜超過2 m，否則應用串筒、斜槽、溜管或振動溜管下落。當用串筒時，最后一節應拉成垂直，間距不宜大于3 m;若用斜槽，坡度不宜大于60°，出口處應設有垂直擋土板，防止發生離析現象。

(3)每層澆筑厚度按下列規定:用插入振搗棒搗時，為振動器作用部分的1.25倍;表面振動器為200 mm;人工振搗時，基礎或配筋稀疏的結構250 mm;配筋密肋結構為150 mm，每次澆筑向前推進長度宜為1.0～1.5 m。

(4)振搗方法

插入式振搗棒應與混凝土表面垂直或成40°～45°傾向振搗，插點應均勻排列，可以行列式或交錯式順序移動，但不能混用;每次移動距離不大于振搗棒作用半徑的1.5倍，且操作時應快插慢拔，并插入下層尚未初凝的混凝土中50～100 mm，以促進上下結合形成整體。振搗棒在每一點振動延續時間約在20～30 s，以混凝土表面呈水平并出現浮漿和不再有氣泡、不再沉落為度，禁止振動棒觸及鋼筋、模板、預埋件等。

使用平板式振動器應將混凝土澆灌區劃分成若干排，依次前進，移動間距應使振動器的平板能覆蓋已振動好的混凝土邊緣30～50 mm。當混凝土表面傾斜時，振動器應由低處逐漸向高處移動。每一振搗位置的延續時間，以使混凝土停止下沉并向上泛漿，或表面平整并均勻出現漿液為度，一般約為25～40 s。

(5)對鋼筋密集處，采用細石混凝土或水泥砂漿，適當增大混凝土的坍落度，采用片式、針式振動器振搗或輔以人工振搗。

(6)對鋼筋密集處，采用細石混凝土或水泥砂漿，適當增大混凝土的坍落度，采用片式、針式振動器振搗或輔以人工振搗。

(7)墩、柱、墻連成整體的梁板結構:應在澆筑墩、柱、墻及基礎的混凝土之后，停歇1～1.5 h，再澆筑梁板或突出部分的混凝土，避免水平與垂直構件交接處產生裂縫。

(8)澆筑豎向結構或大體積結構時，底部應先填以5～10 cm厚與所用混凝土成份相同的水泥砂漿，以免形成離層。對大體積結構混凝土還應該采取有效的防裂措施，嚴格控制混凝土出現裂縫。

(9)混凝土盡可能地連續澆筑，必須間歇時應盡量縮短時間，并不超過2 h，在前層混凝土凝結之前，必須將次層混凝土澆筑完成。若因施工技術、工藝或組織上的原因不能繼續澆筑，應準確地留設混凝土施工縫，混凝土達到1.2 MPa強度才能繼續澆筑，澆筑前應剔除掉施工縫處水泥薄膜、松動石子或鋼筋上浮漿及斑銹，加以濕潤并沖洗干凈，鋪抹水泥漿或與混凝土成分相同的水泥砂漿一層。

(10)混凝土模板安裝不但要求軸線、平面布置、斷面尺寸及標高等滿足設計，而且要平整穩定，澆筑前要設專人不斷檢查模板是否變形、松動、跑模、跑漿，以便發現問題及時解決。

3 混凝土拆模后裂縫修補

(1)一般性表面細小裂縫，可將裂縫部位清洗干凈，干燥后用環氧漿液灌縫或表面涂刷封閉。

(2)裂縫較大時，可將裂縫鑿成八字形凹槽、洗凈濕潤，刷一層水泥漿，用1∶2水泥砂漿分層壓實抹光后用環氧膠泥嵌補。

(3)對影響結構整體，防水防滲要求的結構裂縫，應根據裂縫寬度、深度情況，采用水泥壓力灌漿、化學灌漿的方法修補，或表面封閉與注漿同時使用;明顯降低結構剛度，承載力和嚴重裂縫，應根據情況，采用預應力加固或用鋼筋混凝土圍套、鋼套箍或結構膠粘貼劑貼鋼板加固等方法。

4 結束語

在實際工程中采用以上綜合措施，有效地減少了混凝土建筑裂縫的產生和發展，取得了較明顯的效果。但混凝土建筑裂縫的預防與控制是一項系統工程，需要從設計、施工、材料、檢測等各個方面進行控制，并且要在提高控制技術和技術管理水平這個根本問題上系統地、綜合地運用各種預防措施，以確保建筑工程質量的提高。