工業與民用建筑混凝土結構的裂縫形成及預防措施

畢程鋼

（吉林省白山市建筑工程勘察設計院，吉林 白山 134300）

1 裂縫的成因

1.1 設計原因

1.1.1 結構斷面突變而產生的應力集中所產生的構件裂縫。

1.1.2 構件受力不當，造成構件的裂縫。

1.1.3 設計中構造鋼筋配置過少或過多等引起構件裂縫。

1.1.4 設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形。

1.1.5 設計的混凝土等級過高，用灰量過大，對收縮不利。

1.2 材料原因

1.2.1 粗細骨料含泥量過大、顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配，引起混凝土收縮增大，誘導裂縫的產生。

1.2.2 骨料粒徑越細、針片含量越多，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。

1.2.3 外加劑、摻和料選擇或摻量不當，增加混凝土收縮。

1.2.4 水泥品種原因，根據六大水泥的特性，靈活掌握選用原則。

1.3 混凝土配合比設計原因

1.3.1 設計中水泥等級或品種選用不當。

1.3.2 配合比中水灰比（水膠比）過大。

1.3.3 單方水泥用量越大、用水量越高，表現為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。

1.3.4 配合比設計中砂率、水灰比選擇不當造成混凝土和易性偏差，導致混凝土離析、泌水、保水性差，增加收縮值。

1.3.5 配合比設計中混凝土膨脹劑摻量選擇不當。

1.4 施工及現場養護原因

1.4.1 現場澆搗混凝土時，振搗或插入不當，漏振、過振或振搗棒拔出過快，影響混凝土的密實性和均勻性，誘導裂縫的產生。

1.4.2 高空澆注混凝土風速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。

1.4.3 對大體積混凝土工程，缺少二次抹面或在表面增加石子，易產生表面收縮裂縫。

1.4.4 大體積混凝土水化熱計算不準、現場混凝土降溫及保溫措施不到位，引起混凝土內部溫度過高或內外溫差過大，混凝土產生溫度裂縫。

1.4.5 現場養護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

1.4.6 現場模板拆除不當，引起拆模裂縫或拆模過早。

1.4.7 現場預應力張拉不當（超張、偏心），引起混凝土張拉裂縫。

1.5 使用原因（外界因素）

1.5.1 構筑物基礎不均勻沉降，產生沉降裂縫。

1.5.2 使用荷載超負荷。

1.5.3 野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫。

1.5.4 周圍環境影響，酸、堿等對構筑物的侵蝕，引起裂縫。

1.5.5 意外事件，火災、輕度地震等引起構筑物的裂縫。

2 裂縫的控制措施

2.1 設計方面

2.1.1 設計中的“抗”與“放”。

設計人員應靈活運用“抗與放”結合、或以“抗”為主、或以“放”為主的設計原則。

2.1.2 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原因等而不得以時，應考慮加強措施。

2.1.3 積極采用補償收縮混凝土技術。在常見混凝土裂縫中，有相當部分是由于混凝土收縮造成的。要解決由于收縮而產生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮。

2.1.4 重視對構造鋼筋的認識。在結構設計中，設計人員應重視對于構造鋼筋的配置，特別是于樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇。

2.1.5 對于大體積混凝土，建議在設計中采用60天齡期混凝土強度值作為設計值，采用摻合料，減少水泥用量。

2.2 材料選擇和混凝土配合比設計方面

2.2.1 根據結構的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早強高的水泥。

2.2.2 選用級配優良的砂、石原材料，含泥量應符合規范要求。

2.2.3 積極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑已作為混凝土的第五、六大組份，可起到降低水泥用量和水化熱，改善混凝土工作性能和降低成本的作用。

2.3 現場操作方面

2.3.1 澆搗工作：振搗捧要快插慢拔，正確掌握振搗時間，避免過振或漏振，應提倡采用二次振搗、二次抹面技術，以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。

2.3.2 混凝土養護：在混凝土裂縫的防治工作中，養護工作尤為重要，特別要加強早期養護避免產生早期裂縫。

2.3.3 混凝土的降溫和保溫工作：對于厚大體積混凝土，應充分考慮水泥水化熱問題，采取必要的降溫和保溫措施，避免混凝土內部溫度過高或內外溫差過大而引起的溫度裂縫。

2.3.4 避免在雨中或大風中澆灌混凝土。

2.3.5 地下混凝土結構需盡早回填土。

2.3.6 夏季應注意混凝土澆搗溫度，采用低溫入模、養護。

2.4 以瑞光熱電工程汽輪發電機基礎為例，該基礎底板長為47.2m，寬為14.45m，高3m，底板面積約670平方米，混凝土約2040m3。主要采取了如下抗裂技術措施。

2.4.1 優選原材料。水泥選用低水化熱的32.5級礦渣硅酸鹽水泥，減少混凝土凝固過程中的水化熱；粗細骨料選用含泥量低、級配良好的骨料，減少了因收縮變形應力產生的裂縫；加入一定量的粉煤灰減少水泥用量，同時也減少了水用量，既降低了水化熱，也減小了收縮應力。

2.4.2 控制好混凝土質量。泵送混凝土坍落度控制在120～140mm；加入1.7%高效減水劑UNF-3B，降低了水灰比，減小了收縮應力，改善了混凝土的和易性。

2.4.3 控制混凝土澆筑溫度。基礎底板澆筑時間為2009年9月底，溫度較為適宜，不會產生混凝土、模板及泵罐車暴曬現象，混凝土溫度較為理想。

2.4.4 采用現場攪拌，運輸距離較近，縮短了運輸時間，澆筑順序合理，卸料及時，減少了混凝土在運輸及澆筑過程中坍落度損耗，保證了混凝土的和易性。

2.4.5 加強混凝土的養護及測溫工作。為防止混凝土內外溫差過大，造成溫度應力大于混凝土抗拉強度而產生裂縫，應根據當時的施工情況和環境氣溫，采用了“蓄水法”進行混凝土養護。具體做法是：先在混凝土表面覆蓋雙層麻袋，澆水濕潤。待混凝土初凝后，在基礎周圍砌擋水，蓄水深10厘米，養護28天。

測溫工作在混凝土澆筑完畢后開始進行，測溫頻率按持續28天考慮。基礎混凝土澆筑后，中心最高溫度發生在第四天，最高溫度55.1℃。混凝土中心與表面溫度升降基本同步上升，在前10天溫差始終保持在8℃至17℃左右，遠低于不安全溫差25℃，后18天溫差保持在5℃左右，溫差控制較理想。

[1]鋼筋混凝土結構設計規范[S].

[2]鞠麗艷.混凝土裂縫抑制措施的研究進展[J].混凝土，2002.

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[4]鞠麗艷，張雄.混凝土裂縫防治的兩種新方法[J].施工技術，2002.7.