混凝土裂縫成因及防治措施

■王培力 ■馬鋼集團康泰置地發展有限公司，安徽 馬鞍山 243000

1 裂縫特點和種類

鋼筋混凝土樓板上產生的裂縫，根據裂縫出現的部位和形態，主要分為以下幾種類型:(1)穿線管位置裂縫由于在預埋線管處構件截面削弱和產生應力集中，該類裂縫沿穿線管布設位置產生，以斜裂縫居多。(2)房屋外墻房間轉角裂縫主要分布在房間四角，與墻體夾角為45°，且基本上貫通樓板，裂縫中心位置大多在距板跨(短跨)1/4以外的地方。(3)橫向鋼筋裂縫數量較少，基本出現在板中部位置，橫向貫通整個房間甚至整個寬度。

2 裂縫產生的原因

混凝土裂縫的產生，都是微裂縫發展的結果。混凝土中產生裂縫有多種原因，就其本身而言，一般認為是混凝土材料變形約束所引起的內應力大于材料抗拉強度的緣故。

⑴材料選配不當形成缺陷和裂縫

使用過期水泥，骨料含泥過量、含活性SiO2，水泥中含堿量過高，骨料石灰石，水泥水化熱等。

⑵施工違反操作規程形成缺陷和裂縫

塑性混凝土下沉，被頂部鋼筋所阻，形成沿鋼筋的裂縫;混凝土振搗不密實，出現蜂窩、易形成各種受力裂縫的起點;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驟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;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。

⑶因構件受力、變形形成缺陷和裂縫

中心受拉;中心受壓;受彎;受剪;受沖切;梁的混凝土收縮和溫度變形;板的混凝土收縮和溫度變形;在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土只是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結構內出現了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。

有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要:主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格(如堿骨料反應)，模板變形，基礎不均勻沉降等。混凝土構件多次受冰凍——溶解循環作用，使混凝土中產生內應力，促進已有裂縫發展，結構疏松，表面龜裂，表層剝落或整體崩潰。

混凝土硬化期間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。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1/10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有(0.6～1.0)×104，長期加荷時的極限位伸變形也只有(1.2～2.0)×104。由于原材料不均勻，水灰比不穩定，及運輸和澆筑過程中的離析現象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現裂縫的薄弱部位。

⑷因環境因素影響形成缺陷和裂縫

主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格(如堿骨料反應)，模板變形，基礎不均勻沉降等。混凝土構件多次受冰凍——溶解循環作用，使混凝土中產生內應力，促進已有裂縫發展，結構疏松，表面龜裂，表層剝落或整體崩潰。

3 混凝土裂縫的防治措施

3.1 減輕溫度應力

減輕溫度應力可以從材料的選用、配合比的設計、混凝土的拌置及溫度控制等方面著手。(1)為了降低混凝土水化熱、溫升、減小體積變形，在滿足強度的前提下應優先使用水化熱較低的礦渣水泥、粉煤灰水泥或火山灰水泥，從而減小混凝土內表溫差，起到減小溫度應力的作用、減少裂縫的產生;(2)優化混凝土的配合比，采取改善骨料級配、摻混合料、加引氣劑等技術措施減少混凝土中的水泥用量，從而減少水化熱的產生;(3)為了避免發生堿集料反應，應選用堿活性小的沙石骨料;(4)重視混凝土制備，從拌和時控制溫度，采取加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度，在氣溫較高時澆筑采取減少澆筑厚度，在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫;在氣溫驟降或在寒冷季節施工時采取保溫等措施控制混凝土溫度，盡量減小溫度梯度。(5)特別在澆筑大體積混凝土后要及時進行混凝土內外部溫度和環境溫度的檢測以便及時采取相應措施進行調控，使混凝土內外溫差、混凝土與外部環境溫差都控制在允許的范圍內。

3.2 加強基礎工作，科學合理施工

按規范、設計文件等要求夯實、整平基礎，防止不均勻沉降，選擇合理施工工藝，合理地安排施工工序，選擇合理混凝土澆搗方法，合理分縫、分層、分塊，避免高差起伏過大，防止在連接處出現薄弱環節。

3.3 加強混凝土養護

混凝土的早期養護非常重要，除保證混凝土有適宜的硬化條件外，還能使混凝土在早期盡可能減小溫度應力、避免表面失水、減少塑性收縮而少產生裂縫。在混凝土升溫階段若因表面未能完全覆蓋而出現局部干燥時可澆熱水(40℃ ～50℃)濕潤表面防止出現干燥裂縫;在降溫階段可澆自來水進行養護。必須在施工前準備好養護用的塑料薄膜和再生棉氈，以便根據環境氣溫變化情況及時對保溫保濕情況進行調整。

3.4 適時拆模，注重防護

在混凝土澆筑初期由于水泥水化熱的散發，引起表面熱應力，當混凝土表面溫度比氣溫高，若此時拆模，混凝土表面溫度驟降，必然產生很大溫度梯度，從而產生很大熱應力，與水化熱應力疊加，再加上混凝土失水干縮，表面的拉應力達到很大，若混凝土表面強度不能抵抗這種疊加的應力就導致裂縫的產生，故應嚴格按規范要求控制拆模時間，從而避免產生裂縫;在拆模后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料(如海綿泡沫等)以防止混凝土產生較大的溫度梯度;注重成品保護，盡量避免過早上人、堆載過載、過早在上安裝鋼管支架、外力撞擊等，從而減少裂縫的產生。

3.5 使用外加劑

使用減水劑、泵送劑等外加劑可防止混凝土產生裂縫，提高混凝土的耐久性。(1)使用減水劑可使混凝土用水量減少，從而降低水灰比;(2)摻人適量減水劑的混凝土在保持混凝土強度前提條件下可減少水泥用量，減少水化熱;(3)減水劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形;(4)減水劑可有效提高混凝土抗拉強度，大幅提高混凝土的抗裂性能;(5)摻減水劑后可有效防止水泥迅速水化放熱，使混凝土緩凝時間適當，從而減少溫度梯度;(6)摻外加劑可改善混凝土和易性，易于施工，表面易抹平，形成微膜，減少水分蒸發，減少干燥收縮。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性等功能，)因此正確、適量使用外加劑比單純地靠改善外部條件會更加簡約、經濟。

4 結束語

混凝土裂縫是施工中不可避免的現象，影響結構的安全，針對施工中普遍存在的裂縫問題，著重分析了混凝土裂縫產生的原因及防治措施。為了保證現澆混凝土效果和耐久性，除了正確合理的設計以外，必須嚴格提高施工技術水平，以期減少因裂縫整治帶來的經濟與社會聲譽的損失。