淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

【摘要】本文介紹了混凝土裂縫類型及成因，闡述了干縮及塑性收縮裂縫、溫度和沉陷裂縫及其他裂縫的預防措施，提出3種常用的裂縫處理方法。

【關鍵詞】建筑工程混凝土裂縫

Abstract： This paper introduces the types and causes of cracks in concrete， expounds the dry shrinkage and plastic shrinkage cracks， temperature cracks and settlement cracks and other preventive measures， proposed the crack treatment methods of 3 kinds of.

Key words： construction engineering concrete construction technology.

一、施工期間出現的裂縫

1、塑性收縮裂縫

大多發生在混凝土初凝后、終凝前。此裂縫容易產生在新澆筑的混凝土結構表面，長短不一且形狀規則，相互不連貫，裂縫較淺。在氣溫高、風速大，氣候干燥的環境下容易出現。

2、干燥收縮裂縫

此類型裂縫常發生在混凝土澆注一段時間后，且容易在薄壁混凝土結構中出現。嚴重時該裂縫會由表向里，由小到大逐漸向結構內部發展，形成貫穿裂縫。

3、沉降收縮裂縫

沉降收縮裂縫多在混凝土澆筑后產生，硬化后停止。裂縫呈菱形，寬度1mm至4mm，深度不大，一般延伸至鋼筋上表面為止。該裂縫多出現在沿結構上表面鋼筋通長方向或箍筋上，也常在預埋件的周圍出現。

4、溫度裂縫

常在混凝土澆注后的硬化過程中發生，裂縫寬度易受溫度變化影響，夏季較細，冬季較寬。

5、其他一些施工原因產生的裂縫，如混凝土攪拌、運輸、澆注、振搗等工序的疏漏缺陷導致的裂縫，以及模板構造不當、拆模時間過早或方法不當，現場建材的堆放和鋼筋綁扎不當，水電預埋管細部處理不當等都可能產生混凝土裂縫。

二 上述裂縫的產生原因

1、收縮裂縫產生的原因

濕度變化引起收縮裂縫，它占混凝土非結構性裂縫中的主要部分?；炷潦且运酁橹饕z結材料，以天然砂、石為骨料加水拌合，經過澆注成型、凝結硬化形成的人工石材。在施工中，為確保其和易性，通常加水量是水泥水化作用所需水分的4至5倍。多出的這些水分會以游離形態存在，并在硬化過程中逐步蒸發從而在混凝土內部形成大量毛細孔、空隙甚至孔洞，使混凝土體積收縮。另外，混凝土硬化過程中碳化作用和水化作用也會引起混凝土體積收縮。

2、溫度裂縫產生的原因

混凝土內外溫差或季節氣溫變化過大是造成溫度裂縫的重要因素。表面溫度裂縫常發生在施工過程中，寬度受溫度變化影響較明顯，冬季較寬，夏季較細。表面溫度裂縫走向無規律性，大面積結構溫度裂縫?？v橫交錯。

具體分析如下：表面溫度裂縫多由溫差較大引起。尤其是大體積混凝土基礎澆注后，在硬化期間，水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷升高，使混凝土表面和內部溫差較大，當溫度產生非均勻的降溫差時，會導致混凝土表面驟然的溫度變化而產生很大的降溫收縮，此時表面受到內部混凝土的約束，會產生較大的拉應力，而混凝土早期抗拉強度很低，因而出現裂縫。

3、沉陷裂縫產生的原因

沉陷裂縫走向與基礎沉陷情況有關，多屬進深或貫穿性裂縫，在結構的上部或者下部都可能出現，一般與地面垂直。較大的貫穿性沉陷裂縫往往上下或左右有一定的差距，裂縫寬度受溫度變化影響小，因荷載大小而異，并與不均勻沉降值成比例。

主要成因分析如下：

（1）結構的各部荷載懸殊，未作必要的加強處理，混凝土澆注后因地基受力不均，產生不均勻下沉，造成結構應力集中而導致裂縫。

（2）結構、構件下面的地基軟硬不均，亦或存在松軟土，未經夯實和必要的加固處理，混凝土澆注后地基局部產生不均勻的沉降，從而引起裂縫。

（3）冬季施工時模板支架支承在凍土層上，上部結構未達到規定強度，地層化凍下沉，使結構下垂或產生裂縫。

（4）模板剛度不足、支撐不牢，支撐間距過大或支撐在松軟土上，以及過早拆模，也會出現不均勻沉陷裂縫。

三、如何預防混凝土結構裂縫的出現

1、干縮及塑性收縮裂縫的預防措施

預防此種裂縫主要從以下兩方面入手：

（1）在設計方面

目前設計措施主要包括施工縫和后澆帶以及合理利用混凝土后期強度以減少水泥用量。施工縫和后澆帶主要是將長的、大的結構混凝土分段澆筑，以減小其收縮長度和約束長度，同時利用已澆筑的層面進行散熱，來降低混凝土的內部溫度。

（2）施工方面預防措施

為了盡量避免和減少干縮及塑性收縮裂縫，在施工中應注意以下幾點：

①做好溫度控制工作。一般要求混凝土澆筑時氣溫要低于30℃，夏天可以放寬到35℃，混凝土內部溫度不宜超過60℃，且混凝土內外溫差不宜超過20℃，可以采取一些比較合理的降溫措施。

②水泥用量和單位用水量要控制好，嚴格按設計中的配合比進行施工，不能在澆筑過程中向混凝土中隨意加水。在滿足施工條件的基礎上，減少混凝土的坍落度，從而減少干燥收縮和塑性收縮裂縫。

③混凝土的振搗時間要適當。振搗時間過長，則粗骨料會下沉造成結構上表面砂漿富集，這種情況下如果沒有粗骨料約束，就極易產生塑性收縮裂縫；振搗時間過短，則混凝土的密實度不夠。

④做好混凝土的養護工作，防止水分散失極為重要。保水最有效的方法是在混凝土澆筑后覆蓋塑料薄膜或噴灑養護。二次抹壓技術也是很好的方法，其做法是在混凝土初凝時間用水抹子在混凝土表面再全部抹壓一遍，等終凝后灑水養護并覆蓋塑料膜保持濕潤。這種方法能及時消除混凝土表面因塑性收縮而產生的微小裂縫，并使泌水孔道封閉，從而有效減少以后收縮裂縫的產生。

2、溫度裂縫的預防措施

防止溫度裂縫，可以從以下兩個方面著手：

（1）控制溫度

①改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加塑化劑或引氣劑來減少混凝土中的水泥用量；

②夏季澆筑混凝土時不要澆筑太厚，利用澆筑層面散熱；

③拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻來起到降低混凝土的澆筑溫度的作用；

④在混凝土中埋設水管，注入冷水降溫；

⑤在合理的時間進行拆模，氣溫驟然下降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度；

⑥在施工中長期且暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構時，應在冬季采取保溫措施。

（2）改善約束條件

①進行合理地分塊分縫；

②避免基礎起伏過大；

③合理的安排施工工序，避免側面長期暴露和過大的高差。

3、沉陷裂縫及其他裂縫的預防措施

（1） 支撐模板要牢固，確保整個支撐系統有足夠的剛度和承載力，并且地基要受力均勻，拆模時間應按規定執行，不能過早。

（2）對軟硬地基、松軟土、填土地基應進行必要的夯實和加固。

（3）在各部分荷載懸殊的結構上，增加適當的構造鋼筋，用來避免不均勻下沉，造成應力集中而出現裂縫。

（4）作好施工場地周圍的排水措施，防止水管漏水或養護水浸泡地基。

（5）在凍脹性土層上不應支承模板支架，如確實不可避免，則應做好排水并加墊板，覆蓋好保溫材料。

參考文獻：

[1]張靜. 混凝土工程施工質量控制措施分析《科技促進發展》2010.2

[2]GB50666-2011《混凝土施工技術規范》