混凝土裂縫的成因及預防措施

王福虎

混凝土在建筑業中是最廣、用量最大的建筑材料之一?；炷潦且环N抗拉能力很低的脆性材料，在現實的施工中由于混凝土本身變形及所受約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微裂縫。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，即混凝土工程中的裂縫。盡管在設計、施工過程中采取各種措施，小心謹慎，但在實際工程中混凝土裂縫仍時有發生，混凝土裂縫越來越引起各方的關注。如何消除、維護和修理，確保其安全運行，是設計和施工人員所要重視的技術問題。本文就施工中混凝土裂縫的形成原因及其處理、預防措施作些探討。

1 混凝土裂縫形成的原因

混凝土裂縫形成的原因復雜而繁多，大致可分如下幾種:

1)結構和材料引起的裂縫?；炷林饕伤唷⑸?、骨料、拌和水及外加劑組成。混凝土所采用原材料不均勻，混凝土外加劑、摻合料選擇不當或摻量不當，會增加混凝土的收縮，導致結構出現裂縫。

2)荷載引起的裂縫?；炷两Y構在外部荷載作用下產生的裂縫。結構受荷載后產生裂縫的因素很多，施工中和使用中都可能出現裂縫。

3)溫度變化引起的裂縫?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。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裂能力時，即會出現裂縫。

4)無荷載變形裂縫。混凝土受外部環境的影響(氣溫、水化熱、太陽輻射熱作用等)和自身材料的特性而發生的變形在受到約束時產生的拉應力大于混凝土的抗拉強度所出現的裂縫。這種裂縫會隨溫度的變化而變化，冬季的裂縫會窄一點，夏季寬一些。

5)基礎不均勻沉降引起的裂縫。由于地質勘察精度不夠，試驗資料不準、地基地質差異太大、結構荷載差異太大、結構基礎類型差別大、基礎分期建造、地基凍脹、基礎置于滑坡體、原有地基條件變化等原因，使基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂。

6)養護不當造成的裂縫。混凝土施工現場養護措施不到位，引起混凝土早期脫水，導致混凝土的收縮裂縫。

2 溫度應力分析

溫度應力的形成過程可分為以下3個階段:

1)早期，自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30 d。這個階段的特征是水泥放出大量的水化熱，并且混凝土彈性模量急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。

2)中期，自水泥放熱作用基本結束時開始至混凝土冷卻到穩定溫度時為止，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻以及外界氣溫的變化而引起，這些應力與早期所形成的殘余應力相疊加。此期間混凝土的彈性模量變化不大。

3)晚期，混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相疊加。

3 裂縫的補救及預防措施

3． 1 裂縫的補救

裂縫修補方法主要有表面抹漿法、灌漿法等。表面抹漿法適用于處理微細裂縫(裂縫寬度小于0．3 mm)，采用彈性涂膜防水材料、聚合物水泥膏及滲透性防水劑等，涂刷于裂縫表面，達到恢復其防水性和耐久性的目的。灌漿法是將樹脂漿液、水泥漿液或聚合物水泥漿液等灌入裂縫內部，達到恢復結構整體性、耐久性和防水性的目的，適用于修補寬度較大(＞0．3 mm)、深度較深的裂縫，尤其是受力裂縫。

3． 2 裂縫的預防措施

3．2．1 材料選擇

1)應選用水化熱較低的水泥，根據結構的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種和等級，盡量避免采用早強高的水泥;2)粗集料應用表面粗糙、質地堅硬的石料，并應級配良好、空隙率小、無堿性反應，有害物質及黏土含量不超過規定;3)細集料應用顆粒較粗、空隙率較小、含泥量較低的中砂;4)采用摻合料和混凝土外加劑，可以明顯起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用;5)正確掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法。對膨脹劑應充分考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果，應通過大量的實驗確定膨脹劑的最佳摻量。

3．2．2 設計方面

1)設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中，如因結構或造型方面等而不得已時，應充分考慮采用加強措施。2)控制建筑物的長高比。建筑物的長高比越小，整體剛度越大，調整不均勻沉降的能力越強。3)合理調整各部分承重結構的受力情況，使荷載分布均勻，盡量防止受力過于集中。4)減少地基的不均勻沉降?？梢圆扇≌{整基礎的埋置深度、不同的地基計算強度和不同的墊層厚度等措施來調整地基的不均勻變形。5)正確地設置沉降縫。沉降縫的位置和縫寬的選定應合適，構造要合理，可以和其結構縫合并設置。6)限制伸縮縫間距。對體形復雜、地基不均勻沉降值大的建筑物更應嚴格控制，同樣也可以和其他結構縫合并使用。7)積極采用補償收縮混凝土技術。在混凝土裂縫中，很多是由于混凝土收縮而造成的。這種情況可采用在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮。

3．2．3 施工現場操作

1)混凝土澆筑時振搗應均勻、適度，這樣才能防止離析現象。2)混凝土養護應按規范要求做好養護工作，以保證新澆混凝土在早期盡可能少產生收縮。主要是控制好構件的濕潤養護，對于大體積混凝土，有條件時宜采用蓄水或流水養護。3)加強地基的檢查與驗收工作，基坑開挖后，監理單位應及時通知勘察及設計單位到現場驗收。對于較復雜的地基，設計單位在基坑開挖后應要求勘察單位補鉆探，當探出有不利的地質情況時，必須先對其加固處理，并經聯合驗收合格后，方可進行下一步施工。4)合理安排施工順序。當相鄰建筑物間距較近時，一般應先施工較深的基礎，以防基坑開挖破壞已建基礎的地基。一般應先施工重、高部分，后施工輕、低部分。5)避免在雨中或大風中澆筑混凝土，溫度高時澆筑應減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱，在寒冷季節應對長期暴露在外的混凝土澆筑塊表面采取保溫措施。6)對于地下結構混凝土，應盡量回填土方，這是對減少裂縫有利的措施。

4 結語

本文對混凝土裂縫的成因及補救、預防措施進行了探討，如何有效地消除混凝土裂縫的影響是設計和施工兩個環節加強控制的內容。1)從設計上保證混凝土裂縫在合理的設計控制范圍之內;2)在具體施工中對混凝土的各類裂縫要區別對待、認真研究，多分析、多總結，避免混凝土裂縫的出現和發展。

［1］ 楊德斌．公路工程材料手冊［M］．北京:中國建筑工業出版社，2009:12．

［2］ 全袼利．建筑施工質量管理［Z］．2002．

［3］ 代仲兵．大體積混凝土施工裂縫控制方法［J］．中國產業，2011(4):105-107．

［4］ 李 瓊．混凝土裂縫防治技術［J］．山西建筑，2010，36(15):160-161．