混凝土裂縫影響因素分析及其控制措施

【摘 要】混凝土裂縫是混凝土構件中常見的質量通病，裂縫的產生不僅會混凝土構件的美觀性、耐久性、載荷能力產生嚴重影響，也會對構件工程的安全使用造成隱患。為了使混凝土裂縫問得到有效控制，保證混凝土結構的工程質量，本文針從混凝土裂縫產生的原因進行分析，并從混凝土構件的設計、材料、施工及養護方面提出了相應的預防和控制技術措施，可為混凝土工程控制裂縫方面的研究提供重要的參考價值。

【關鍵詞】混凝土工程；裂縫；影響因素；分析；控制措施

1.前言

隨著社會經濟的高速發展發展及城市化建設步伐加快，高層建筑、大型橋梁等工程日益增多，混凝土結構在現代工程建設中發揮著重要作用。但眾所周知，混凝土裂縫一直是影響其工程質量和使用功能的主要質量通病，主要受荷載、環境、受力狀態等等多方面因素的綜合影響，致使混凝土裂縫難以控制。裂縫的存在會導致結構物抗滲性能降低，鋼筋過早銹蝕膨脹，引起混凝土的剝落，降低其適用性、耐久性及安全性。本文在研究混凝土裂縫形成的原因的基礎上，重點探討了影響混凝土裂縫因素，并提出了針對性的控制措施，以確保混凝土結構的安全性與適用性。

2.混凝土裂縫的分類

在實際工程建設中，混凝土裂縫的種類主要可分為：（1）溫度裂縫：混凝土澆注結束以后，由于施工環境與混凝土結構內部存在溫差，致使混凝土固化不均勻，導致裂縫的出現；（2）結構裂縫；多出現在混凝土結構截面突變、應力集中以及負彎矩較大處；（3）收縮裂縫；主要由混凝土因碳化收縮、硬化收縮以及塑性收縮不均勻造成的。（4）沉降裂縫；基礎底板下土層存在沉降差異時，導致混凝土結構整體受力不均勻，使得某些部位出現拉應力集中現象，進而導致沉降裂縫的出現等。

3.裂縫產生的原因分析

3.1 設計因素

（1）鋼筋構件設計。實踐表明，帶肋鋼筋與混凝土間有更好的機械咬合力與粘結能力，抗裂性能好，在混凝土中進行細而密的配筋， 鋼筋將約束混凝土的塑性變形， 可提高混凝土的抗裂能力。

（2）結構構件的影響。結構構件過大會使其變形能量不能有效及時的釋放，容易導致裂縫出現。

（3）截面特征的影響。不同的截面類型，水化熱散熱不同，溫度梯度變化較大，從而在混凝土內部與表面形成過大的降溫梯度，產生拉應力。若拉應力超過混凝土極限抗拉強度，就會導致混凝土裂縫的產生。

（4）后澆帶設置不合理。在混凝土構件中設置后澆帶可以解決超長混凝土收縮變形的問題，如果后澆帶設置間距過大， 容易引起混凝土開裂。

3.2 施工因素

（1） 混凝土澆筑方法不當。 如結構構件豎向、水平結構同時澆筑時， 連接部位澆筑不當； 鋼筋密集及預留管道部位振搗不密實。

（2）施工環境的影響。混凝土澆筑完成后，受氣溫變化影響，形成溫度梯度，造成溫差與溫度應力，使大體積混凝土出現裂縫。

（3）養護方法的影響。 混凝土早期失水， 造成混凝土干縮裂縫； 忽視補償收縮混凝土的養護， 膨脹劑未發揮作用；大體積混凝土養護保溫、保濕、測溫不當， 技術落后等原因。

（4）運輸影響。若混凝土運輸時間過長，則混凝土攪拌時間也過長，從而會導致產生離析現象嚴重。當外界溫度過高時，還會出現混凝土早凝或假凝問題，致使混凝土結構產生裂縫。

3.3 材料因素

（1）配合比不合理。 水泥用量高、水灰比過大； 外加劑、硅灰等摻合料摻量過大； 水泥水化熱過大或不摻粉煤灰， 造成混凝土升溫過快、內外溫差過大。

（2）采用水化熱較高的水泥或早強水泥。 如某工程對配合比沒有進行仔細研究， 結果采用了早強水泥，造成結構構件因混凝土收縮開裂嚴重。

（3）骨料含泥量過高、骨料級配不良。

（4）外加劑未達到要求。

4.混凝土裂縫的控制措施及方法

4.1 設計方面的控制措施

（1）為了盡量削弱地基水平阻力對底板的約束作用，可在底板聚氨酯涂料防水保護層上干鋪雙層油氈布作為滑動層，且為了防止混凝土漿進入，在上下層接口處要采用聚氨酯涂料進行封口。

（2）優化砼配合比。在保證設計強度要求的前提下， 盡可能減少水泥用量或使用水化熱低的水泥以降低水化熱。另外，外加劑的摻入可以在保證坍落度的情況下降低水灰比， 從而減少泌水現象，以增加混凝土的密實性， 減少混凝土的收縮變形。

（3）合理設置后澆帶。在大面積混凝土施工中，應合理設置后澆帶，可使部分應力得以釋放，減輕約束作用，同時也可利用澆筑塊的層面進行散熱，降低混凝土內部的溫度。從而減少混凝土結構的收縮變形。

4.2 材料方面的控制措施

（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，盡量避免采用早期強度高的水泥。

（2）采用合理的配合比，對降低水化熱、增加密實性、增強混凝土后期強度都有重要影響。使混凝土的的砂、石原材料及含泥量等應符合規范要求。同時，還要嚴格控制粗細集料的質量及其堿性氧化物的含量，避免產生堿骨料反應。

（3）積極采用摻合料和混凝土外加劑，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱和改善混凝土的工作性能。但應嚴格檢驗摻入外加劑混凝土的性能指標及均勻性指標，包括減水率，含氣量、抗壓強度比、收縮率比、總堿量、氯離子含量等。

（4）正確掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法。對膨脹劑應充分考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果，應通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量，嚴格控制氧化鎂含量、堿含量、細度、凝結時間等指標。

4.3 施工方面控制措施

通過改善混凝土的施工工藝， 不僅可以減少砼的收縮和提高其極限拉伸值。還能加快水化熱能的散失，從而減少裂縫的產生，具體措施可從以下幾個方面進行改進與加強：

（1）嚴格控制好模板的使用和拆除時間， 這對于降低大體積混凝土的溫度收縮裂縫具有重要意義。

（2）還要嚴格控制坍落度，決不允許現場加水，采用全面分層分段澆筑，并控制好混凝土的澆筑質量，對于沁水和浮漿等現象做出合理的處理，防止出現不均勻性。

（3）施工單位要做好混凝土的澆搗工作。并應在澆搗成型后，嚴格控制好混凝土的的濕潤養護工作。對澆筑后的砼進行二次振搗， 不僅能增加混凝土的密實度，增強混凝土與鋼筋的握裹力， 還可以將抗壓強度提高10%～20%， 從而提高墻體抗裂能力。

（4）夏季施工時應注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫入模、低溫養護，以降低混凝土原材料的溫度。

5.結論

綜上所述，混凝土裂縫問題是混凝土構件中一個綜合性、系統性的問題，涉及到諸多的內容，為了保證混凝土構件的質量管理，不但要注意設計因素、施工工藝因素、材料因素等，還應建立完善質量管理體系，加強質量監督。應控制工程建設的各個環節，切實將質量管理落實到位，才能保證混凝土構件的工程質量，促進混凝土在工程建設中的進一步發展。

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作者簡介：

武尚 （1984-），男，安徽宿州人，碩士研究生，主要從事巖土工程勘察及地質災害治理相關方面的工作。