淺談混凝土裂縫產生的原因與控制措施

邢江

摘 要：在建筑工程中，分項工程非常多，其中比較重要的是建筑混凝土工程。根據理論與實踐經驗的結合，就混凝土裂縫進行了分析研究，提出了混凝土裂縫產生的原因以及控制措施。

關鍵詞：混凝土裂縫；原因；控制措施

1 混凝土裂縫的原因

1.1 受力因素引起的開裂

混凝土的受力主要來自三個方面：①直接應力的作用；②間接應力的作用；③混凝土早期變形產生的應力作用?；炷恋脑缙陂_裂大多是由混凝土的變形引起的?；炷恋脑缙谧冃沃饕獊碜杂谄淠z凝材料水化過程中的體積變形，包括膨脹和收縮。鋼筋混凝土產生的膨脹和收縮為限制膨脹和限制收縮。早期限制膨脹對混凝土不僅無害反而有益，它可使混凝土產生一定的預壓應力，提高其抗裂能力。而混凝土的限制收縮則是一種背向變形，當收縮應力大于混凝土的抗拉強度時，混凝土便會開裂。

1.2 施工違反操作規程形成缺陷和裂縫

如混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發，引起混凝土澆注時坍落度過低，使得在混凝土體積中出現不規則的網狀裂縫；混凝土初期養護時急劇干燥使得在混凝土與大氣接觸面上出現不規則的網狀裂縫；模板構造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等造成混凝土開裂；過早拆模，混凝土尚未建立足夠強度，構件在實際施加與自身的重力荷載作用下，容易發生各種受力裂縫等。高空澆注混凝土，風速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大；對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產生表面收縮裂縫。

1.3 外加劑的負效應

外加劑及摻合料種類繁多，只有強度指標缺乏對水化熱及收縮變形影響的長期實驗資料（至少一年），有些試驗資料并不嚴格，有許多外加劑嚴重的增加收縮變形，有的甚至降低耐久性。

2 混凝土裂縫控制的措施

2.1 混凝土原材料的質量控制

普通混凝土是以膠凝材料（水泥）、水、細骨料（砂）、粗骨料（石子）、需要時摻入外加劑和礦物摻合料，按適當比例配合，經過均勻拌制，密實成型及養護硬化而成的人工石材。

（1）普通混凝土常用水泥有：硅酸鹽水泥、普通硅酸水泥、礦渣塵酸鹽水泥、火山灰質酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。在混凝土施工中，水化熱引起的溫度較高，容易引起溫度裂縫。為此，在施工中應選用水化熱較低的水泥，以降低單位水泥使用量。水泥進場時應對其品種、級別、包裝或散裝倉號、出廠日期等進行檢查，并應對其強度、安定性及其他必要的性能指標進行復驗，其質量必須符合現行國家標準的規定。當在使用中對水泥質量有懷疑或水泥出廠超過三個月（快硬硅酸鹽水泥直超過一個月）時，應進行復驗，并按復驗結果使用。不同品種的水泥，不得混合使用。

（2）砂：按砂的粒徑（或細度模數）可分為粗砂、中砂和細砂。采用中粗砂比采用細砂每立方米混凝土減少用水量20kg左右，水泥相應減少28kg左右，從而降低混凝土的干縮。所用砂的含泥量應符合相關要求。

（3）石子：普通混凝土用石子可分為碎石和卵石。在鋼筋混凝土施工中，粗骨料的最大尺寸與結構物的配筋、混凝土的澆灌工藝有關，增大骨料料徑可減少用水量，混凝土在收縮和沁水隨之減少，但骨料粒徑增大容易引起混凝土的離析，因此，必須調整好級配設計，并在施工中加強振搗。

（4）水：拌制混凝土宜采用飲用水。當采用其他水源時，水質應符合《混凝土用水標準》（JGJ63）的規定。

（5）外加劑：為了滿足送到現場的混凝塌落度，若只增加水泥使用量，則會加劇混凝土干燥縮，明顯增大混凝土水化熱，易引起開裂。因此除了調整級配外，可摻入適量的減水劑。混凝土外加劑按其主要功能分為四類：①改善混凝土拌合物流動性能的外加劑，包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。②調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、早強劑、速凝劑等。③改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。④改善混凝土其他性能的外加劑，包括膨脹劑、著色劑、防凍劑等。外加劑的選用應根據設計和施工要求，并通過度驗及技術經濟比較確定。不同品種外加劑復合使用，應注意其相容性混凝土性能的影響，使用前應進行試驗，滿足要求方可使用。

2.2 混凝土澆筑過程的裂縫控制

混凝土攪拌一般宜由場外商品混凝土攪拌站或現場攪拌部攪拌，應嚴格掌握混凝土配合比，確保各種原材料合格，計量偏差符合標準規定要求，投產順序、攪拌時間合理、準確，最終確?；焱翑嚢栀|量滿足設計、施工要求。當摻有外加劑時，攪拌時間適當延長。

（1）混凝土在運輸中不宜發生分層、離析現象；否則，應在澆筑前二次攪拌。要盡量減少混凝土的運輸時間和轉運次數，確?；炷猎诔跄斑\至現場并澆筑完畢。進行泵送混凝土配合比設計。泵送混凝土的坍落度不低于100mm，外加劑主要有泵送劑、減水劑和引氣劑等。

（2）混凝土澆筑前應根據施工方案認真交底，并做好澆筑前的各項準備工作，尤其應對模板、支撐、鋼筋、預埋件等認真細致檢查，合格并做好相關隱蔽驗收后，才可澆筑混凝土。

（3）在澆筑豎向結構混凝土前，應先在底部填以50～100mm厚與混凝土內砂漿成分相同的水泥砂漿；澆筑中不得發生離析現象；混凝土自高處傾落的自由高度，不宜超過2m；當澆筑高度超過3m時，應采用串筒、溜槽、溜管或振動溜管，使混凝土下落。

（4）澆筑混凝土應喧連續進行。當必須間歇時，其間歇時間宜盡量縮短，并應在前層混凝土初凝之前，將次層混凝土澆筑完畢；否則，應留置施工縫。

（5）大體積混凝土施工過程中溫度控制：溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。在大積混凝土施工過程中了減少混凝土的內外溫差，一方面應盡可能減少入模溫度。另一方面應采取保溫養護。以減少內外溫差。澆筑體的混凝土緩慢降溫時重要環節，越慢越好，為混凝土創造充分應力松弛的條件，于此同時還要在養護中使混凝土保持良好的潮濕狀態，這對增加混凝土強度和減少收縮是十分有利的。

2.3 混凝土的養護及拆?？刂?/p>

（1）對已澆筑完畢的混凝土，應在混凝土終凝前（通常為混凝土澆筑完畢后8～12h內），開始進行自然養護。

（2）混凝土采用覆蓋澆水養護的時間：對采用硅酸鹽水泥、變通硅酸水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于7d；對火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于14d；對摻用緩凝型外加劑、礦物摻合料或有抗摻性要求的混凝土，不得少于14d。澆水次數應能保持混凝土處于潤濕狀態，混凝土的養護用水應與拌制用水相同。

（3）在已澆筑的混凝土強度未達到1.2Nmm2以前，不得在其上踩踏或安裝模板及支架等。

（4）混凝土的拆模：混凝土的拆模時間可根據工程部位具體情況（工序要求、施工荷載狀況）確定，應盡可能地多養護一段時間。底模及其支架的拆除必須符合（混凝土結構工程施工質量驗收規范GB50204-2002）中的相關要求。側模的拆除對混凝土應能保證其表面及棱角不受損傷。

3 結束語

混凝土是重要的必不可少的建筑材料之一，混凝土具有很多優點，但也有很多缺點，混凝土的抗壓強度大而抗拉強度較低，如果設計施工不當則會產生裂縫，輕則影響外觀、產生滲漏；重則嚴重的裂縫導致整體結構報廢?；炷猎谂c空氣的長期接觸中，由于空氣中的二氧化碳由于裂縫向混凝土內部擴散與水泥水化物中的氫氧化鈣發生化學反應生成碳酸鈣，且這種碳化過程隨著時間的推移不斷地深入。當碳化深度達到鋼筋處時，則破壞了鋼筋的鈍化膜，鋼筋沒有鈍化膜的保護極易發生銹蝕。鋼筋銹層的體積比原體積膨脹2～4倍，使混凝土從內部產生膨脹裂縫，更多的水、空氣進入混凝土內部引起鋼筋的進一步銹蝕，形成惡性循環，直至結構被破壞。所以必須重視混凝土裂縫的控制。