淺談混凝土結構施工中裂縫控制

邵永生

關 鍵 詞：混凝土，裂縫，施工

摘要：混凝土的裂縫問題是一個普遍存在而又難于解決的工程實際問題，本文對混凝土工程中常見的一些裂縫問題進行了探討分析，并針對具體情況提出了一些預防、處理措施。

正 文：

眾所周知，鋼筋混凝土結構是一種耐久性較好的結構體系，但是由于混凝土的均質性較差，抗拉強度較低，又有膨脹收縮、徐變等特性，加之在實際工程中，往往由于施工過程控制不嚴、設計考慮不周、使用不當等原因，致使混凝土結構出現不同程度的裂縫，給結構造成一定的損傷，影響建筑物的正常使用，有些裂縫則危及結構的安全，甚至造成建筑物的嚴重破壞或倒塌。防止和減輕混凝土裂縫對建筑物的損害，正確“診斷”混凝土裂縫形成的原因，提出切實有效的“防治”方法，是至關重要的。下面一起來分析混凝土裂縫的形成原因：

一、混凝土裂縫類型

1、沉陷裂縫

沉陷裂縫的產生是由于結構地基土質不勻、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致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產生不均勻沉降，致使混凝土結構產生裂縫。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩定。

2、溫差裂縫

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，大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發，導致內部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，使得混凝土結構內外出現較大的溫差，這些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溫度裂縫是通常中間粗兩端細，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，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗滲能力等。

3、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的一周左右。水泥漿中水分的蒸發會產生干縮，且這種收縮是不可逆的。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變形不同的結果：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部約束，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0.05~0.2mm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滲性，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生水力劈裂影響混凝土的承載力等等。混凝土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。

混凝土結構施工過程中常見的裂縫有十幾種類型，但其特點和形成規律各不相同，在實際工程中，往往裂縫形成的原因是多種因素造成的，因此分清主次因素，對混凝土結構裂縫原因給出科學正確的“診斷”，對于防止混凝土結構裂縫才是至關重要的，才能對癥下藥，減少或避免有害裂縫的發生。下面一起探討裂縫的的控制。

二、控制措施

混凝土有裂縫是絕對的，無裂縫是相對的。混凝土的裂縫一般都發生在早期，所產生的裂縫主要是塑性收縮裂縫、沉降裂縫及收縮裂縫，而在后期所產生的裂縫與結構設計及材料的應用有關。大部分混凝土結構裂縫的原因是由于變形作用引起的，而變形作用包括溫度、濕度及不均勻沉降等。

由于混凝土自身所具有的一些特點，從原材料到施工工藝等諸多因素都會對混凝土發生直接的影響，所以控制混凝土的裂縫應綜合從各個方面綜合考慮，把好可能對其發生影響的各道關，主要有以下4個方面。

1、混凝土的配合比設計

為有效控制和預防混凝土裂縫的發生，應根據工程所處條件，對砂率、水灰比、水泥用量及摻和料用量等進行優化設計，選擇最優方案。

適當砂率的選擇對控制混凝土的裂縫有積極作用。混凝土的干燥收縮隨砂率的增大而增大。對泵送混凝土來說，過高的砂率不僅不能增加混凝土的泵送性能，反而由于混凝土變得粘稠其內摩擦阻力的增大導致混凝土的擴展性能下降，流動性也下降；同時在結構表層也容易產生較厚的砂漿層，這對混凝土的抗裂是不利的，所以用于頂板的預拌混凝土，其砂率應根據泵送高度、泵程以及混凝土標號等條件考慮，以38-42%為宜。而且由于砂率減小使粗骨料含量增大，在相同條件下混凝土的彈性模量較高，收縮量較小，而且由于粗骨料對收縮的約束作用，可減少開裂的可能。

水泥漿體失去水分時所引起的自身收縮及塑性收縮對混凝土的裂縫有影響。混凝土中水泥用量的增加、用水量的增大使水泥漿體積增大，會使混凝土的干縮增大，從而引起混凝土干縮裂縫及塑性收縮裂縫。在進行配合比設計時應在滿足強度要求的前提下，應選擇最佳的水泥用量，選用水化熱和收縮小的水泥（如礦渣水泥），可有效地減少混凝土的裂縫。

2、坍落度

預拌混凝土一般都要求有較大的坍落度。對預拌混凝土來說由于坍落度大而導致的混凝土裂縫是其無法從自身克服的缺陷。流動性大的混凝土其相對沉縮變形幾乎超過普通混凝土干縮變形的30-60倍，是十分可觀的。如果混凝土混合料過稀，坍落度過大，混凝土沉陷量會很高，同時由于水灰比的增大，導致混凝土收縮的增大，使混凝土產生沉陷裂縫及收縮裂縫。

特別是在夏季澆筑混凝土，混凝土的坍落度損失較大，有的施工單位為了片面追求施工的方便，往往使混凝土的出機坍落度比設計增大很多，甚至往混凝土中任意加水，這些做法不僅使混凝土的性能劣化，而且由于坍落度增大會使混凝土的塑性收縮增大，在搗棒的作用下，空氣與水滯留在鋼筋與粗骨料下方，澆筑后的混凝土表面有很厚一層稀漿層，其內部疏松，水灰比高于下部混凝土，并可能引起鋼筋上部的混凝土開裂。所以施工中應使混凝土的坍落度盡可能小，一般只需要滿足泵送需要則可，并嚴禁澆筑過程中往混凝土中任意加水及外加劑。

3、控制溫度

（1）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；

（2）拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；

（3）熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；

（4）在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫；

（5）規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度；

（6）施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施；

4、養護

不同的養護可使結構的抗裂能力成倍地變化，不當的養護會造成強度損失，充分的養護是保證混凝土不致裂縫的必要條件。梁板結構由于暴露面積較大，良好的供濕養護是非常重要的。對養護不良的混凝土梁板結構，除會影響混凝土的強度之外，還會導致混凝土產生表面裂縫。

在炎熱季節施工，頂板在澆筑后常出現一些沿著鋼筋的裂縫，這些裂縫寬度不大，分布主要沿著鋼筋方向。分析其原因是由于在夏季施工時，由于氣溫較高，尤其在陽光直射下，新澆筑混凝土的失水很快，較大濕度梯度而引起的差異收縮是引起裂縫的主要原因。為此應避免在強烈的陽光下澆筑混凝土，如條件不允許，應做好表面的覆蓋，并在混凝土終凝之后，即開始澆水養護，對粉煤灰混凝土更應加強早期養護。

三、結束語

裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，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，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展，保證建筑物和構件安全、穩定地工作。

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