淺析混凝土結構裂縫的成因及控制

摘 要：文章主要從混凝土結構本身、混凝土的收縮變形、施工方面、環境氣候的因素等方面對混凝土的裂縫成因進行分類，并就材料的選用、施工階段的裂縫控制措施、混凝土養護等控制裂縫措施方面進行探討，以求綜合運用各項防治措施，從而確保整個工程質量的安全、穩定

關鍵詞：混凝土； 裂縫； 成因； 防治措施

中圖分類號：TU755.7 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）03-177-001

混凝土與鋼筋混凝土結構是一種耐久性較好的結構體系，但是由于混凝土的勻質性較差，抗拉強度較低，又有膨脹、收縮、徐變等特性，因此在實際工程中，往往由于設計不周、施工粗糙、使用不當等原因，致使混凝土構件與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和倒塌，因此為了防止和減輕混凝土結構裂縫對建筑物的損害，正確判斷混凝土裂縫形成的原因，提出切實有效的控制措施是至關重要的。

一、混凝土結構裂縫的成因

1.混凝土結構本身的原因

在混凝土澆筑過程中或澆筑成型后，在混凝土初凝前，由于混凝土拌合物的骨料在自重作用下，會緩慢下沉，形成塑性塌落裂縫。在大體積混凝土澆筑時，因水泥水化熱過高，混凝土在澆筑振搗后，水泥水化過程中產生一定的熱量，水化熱聚在結構內部不易散失，引起急劇升溫。由于結構物在一個自然散熱條件中，實際混凝土內部的最高溫度多數發生在混凝土澆筑的最初3-5d。隨著混凝土齡期的增長，混凝土彈性模量的增高，對混凝土內部降溫收縮的約束也愈來愈大，以致產生很大的拉應力，當混凝土的抗拉強度不足以抵抗這種應力時，開始出現溫度裂縫。

2.混凝土的收縮變形

混凝土的收縮，也是產生裂縫的重要原因。實際所需拌合水比水泥水化所需的水要多得多。拌合水中只有約20%的水是水泥水化所必需的，其余的都要被蒸發掉。水分蒸發之后，引起混凝土收縮，當收縮受到約束時，則產生收縮應力，當收縮應力大于當時混凝土的抗拉應力時，則裂縫隨之產生。

3.施工方面的因素

一是在施工過程中，出現違章施工、不當施工，造成混凝土裂縫。如雨季施工時由于運輸車交通不暢耽擱時間，混凝土的和易性和流動性較差，現場人為加水，造成混凝土強度的降低，加水部分的混凝土水灰比和強度與原配合比的混凝土不同，造成不同配比混凝土的凝縮裂縫和干縮裂縫。二是振搗方式不當引起裂縫。不正確的振搗方式會造成混凝土分層離析、表面浮漿而使混凝土面層開裂，或造成混凝土砂漿大量向低處流淌，致使混凝土產生不均勻沉降收縮而在結構厚薄交接處出現裂縫。三是現場養護不當造成混凝土收縮開裂。在施工現場澆筑混凝土時不能做到及時覆蓋保溫養護，一般總要等到最后一遍抹光結束后才覆蓋，有的甚至不覆蓋，結果導致混凝土表面開裂。

4.環境氣候因素

混凝土澆筑施工期間，外界氣溫的變化情況對混凝土開裂亦有影響。外界氣溫越高，混凝土的澆筑溫度也越高。如果外界溫度下降，會增加混凝土的降溫幅度，特別是在外界溫度驟降時，會增加外層混凝土與內部混凝土的溫差，這時對混凝土的抗裂極為不利。

二、控制措施

1.重視材料的選用

使用低熱水泥如礦渣水泥等，能明顯降低混凝土的最高溫度。伴隨減小混凝土內表溫差，起到減小溫度應力的作用，從而減少裂縫的產生。為降低水泥水化熱、減小體積變形，混凝土一般不宜使用水化熱高的水泥，應使用水化熱較低的中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥，不宜使用早強型水泥。因此，在滿足混凝土設計要求的前提下，盡量采用低水化熱水泥。其次是優化混凝土的配合比，以便在保證混凝土強度及流動性條件下，盡量節省水泥、降低混凝土絕熱溫升。按照基于絕熱溫升控制的高性能混凝土配合比優化設計功能準則對配合比進行優化。

2.施工階段的控制措施

一是控制澆灌溫度。要降低混凝土的最高溫度和溫差，比較直接的措施是降低澆筑溫度。為了降低混凝土從攪拌機出料到卸料、運輸和澆灌振搗后的溫度，減少結構的內外溫差，一般應根據季節采取措施。如夏季施工時，則應以減少水量損失，在澆灌混凝土時，采用一個坡度、薄層澆灌、循序推進、一次到頂等措施來縮小混凝土暴露面積及加快澆灌速度，縮短澆灌時間。在冬季施工時，對結構厚度在1.0m以上的混凝土可繼續施工，但應保證保溫澆灌、保溫養護，一般可利用混凝土本身散發的水化熱養護自己，并要求在混凝土沒有達到允許臨界強度以前防止凍害。根據有關資料，混凝土早期強度達到臨界強度后，在零下溫度作用下不會遭到凍害，小于該“臨界”強度時則會遭到凍害。二是改進攪拌工藝和振搗工藝。在攪拌混凝土時，改變以往的投料程序，采取先把水、水泥和砂拌合后，再投入石子進行攪拌的新方法。這種攪拌工藝稱為二次投料法。主要優點是無泌水現象，混凝土上下層強度差減少，可有效防止水分向石子與水泥砂漿面的集中，從而使硬化后的界面過渡層的結構致密、粘結加強。

3.混凝土養護

為了保證混凝土有適宜的硬化條件，混凝土終凝后，對不宜被塑料薄膜完全覆蓋的部位，可采用澆水保濕。混凝土升溫階段如果因表面未能完全覆蓋而出現局部干燥時，可澆熱水濕潤表面，防止出現干燥裂縫。降溫階段可澆自來水養護，保溫保濕養護時間為14d。

三、結束語

混凝土結構由于自身材料固有的缺陷等原因，在外部因素的作用下，不可避免地產生裂縫。其中，非受力裂縫占大多數，也是裂縫控制的主要對象。裂縫的成因復雜，綜合性強，結構設計、混凝土配置、施工等各環節均應采取適當措施加以控制。結構設計時除了應采取適當配筋和構造措施外，還可通過構造縫的合理設置來控制可見裂縫。隨著當今我們對混凝土耐久性研究的不斷深入，材料科學的不斷發展和建筑技術水平的不斷提高，相信混凝土裂縫問題將會逐漸得以圓滿地解決。

參考文獻：

[1]王鐵夢.工程結構裂縫控制，中國建筑工業出版社，1997

[2]何星華，高小旺.建筑工程裂縫防治指南，中國建筑工業出版社，2005