淺談混凝土裂縫成因和控制措施

董文龍 薄東航

摘要：土木工程中，混凝土結構占據比重較大，但是在內外因素的影響下，混凝土結構普遍存在著裂縫問題，直接影響結構物的耐久性和承載性，危害較大。本文首先指出了混凝土裂縫的危害，其次分析了混凝土裂縫的成因，最后提出了混凝土裂縫的控制措施，并從材料質量控制、材料配比控制、冷卻管降溫控制等方面闡述相關措施。

關鍵詞：混凝土；裂縫；形成原因；控制措施

改革開放以來，我國的社會和經濟水平飛速發展，在此背景下，我國的建筑行業也取得了令世人矚目的成就，涌現出大量新型的高強度和高性能建筑材料，如高強混凝土、塑料纖維混凝土、超高強混凝土、高性能混凝土、輕質混凝土、超高性能混凝土、玻璃纖維混凝土、鋼纖維混凝土、碳纖維混凝土、約束混凝土等，都大量應用在我國的建筑領域。但需要說明的是，混凝土的裂縫問題一直是困擾相關從業人員的技術難題，其已經對正常的生活和生產產生了極大的影響。為此，有必要對混凝土裂縫的成因和控制措施進行探討。

1 混凝土裂縫的危害

混凝土，其原材料來源較為便捷，價格便宜，且擁有較高的抗壓強度和耐火性，不僅如此，混凝土還可以依據模具的形狀來完成各種形狀的澆筑，且后期無需過多的養護費用，因而是當前土木工程中應用最為廣泛的一種建筑材料。但是，混凝土實際上就是一種以水泥為主體的膠凝材料漿體，其是由水泥、砂石骨料、水以及諸多材料按照幾種固定比例混合攪拌而成的水泥基復合材料。混凝土在從灌注到振搗的過程中非常容易發生骨料沉降、水泥漿體浮升的情況，從而使得混凝土的內部與表面產生許多細微的裂縫。通常來說，混凝土的裂縫可以分成微觀裂縫與宏觀裂縫兩種。其中，骨料裂縫、水泥石裂縫等被稱為微觀裂縫，微觀裂縫對建筑結構本身是無害的。但隨著環境、養護與荷載條件的變化，微觀裂縫會逐漸演變成宏觀裂縫，如果宏觀裂縫的寬度超過規定的范圍，則會成為土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害，輕者出現滲漏，腐蝕內部的鋼筋材料，縮短工程的使用壽命，重者還會對人民群眾的生命和財產安全產生重大威脅。一般來說，混凝土裂縫的危害主要有以下幾個方面。

1.1 建筑安全隱患

土木工程中的裂縫除了影響建筑的美觀和功能使用之外，最重要的是會帶來各種各樣的安全隱患，比如，水塔、水池等建筑物如果出現裂縫，必然會影響人們的正常使用；再比如，一些對氣密性有著嚴格要求的建筑物，如核電站等出現裂縫，則非常容易給人民群眾的生命和財產安全帶來極大的危害。

1.2 防水功能減退

不少混凝土構筑物對于防水功能的要求也相對較高，如果混凝土結構出現裂縫，則非常容易出現滲漏現象，從而降低建筑的防水功能。不僅如此，如果混凝土裂縫長時間被水侵蝕，還會擴大裂縫的寬度，從而威脅建筑物的安全性。

1.3 影響耐久性

混凝土出現裂縫后，空氣會隨著裂縫進入到混凝土內部，與其中的金屬部件接觸，在水分和空氣的雙重影響下，金屬部件很容易發生銹蝕，這就會直接改變混凝土的內部結構，降低混凝土結構的強度和剛度，從而降低混凝土性能的持久性。除此之外，裂縫也會導致水分和混凝土內部的堿集料發生反應，在混凝土內產生膨脹作用，從而導致混凝土結構出現變形和開裂，長此以往，混凝土的強度和耐久性會不斷降低。

2 混凝土裂縫的成因

2.1 材料配比不當

混凝土的配比材料一般有水泥、砂、水、骨料和外加劑等，如果其中一類的材料的含量偏高或者偏低，那么就有可能會導致混凝土出現裂縫。如，在混凝土配比的過程中，沒有良好地掌握加水和加灰的含量，就會加大混凝土結構自身的收縮程度，從而引發結構裂縫的出現。再如，砂石中的含泥量太高，就會大大降低混凝土的強度與抗滲性，而在干燥時，就很有可能會引發不規則的網狀裂縫。而水中如果含有較多的雜質，那么，就會普遍出現鋼筋銹蝕等現象，不僅會導致結構受力發生變化，而且會造成混凝土表面的輕微裂縫。如果砂漿的稠度較低，那么，就會加大砂漿的干縮量，在灰縫位置處易于出現開裂現象。

2.2 施工工藝不嚴格

在施工過程中，施工工藝不嚴格也會導致混凝土呈現裂縫，具體情況如下：

一是沒有嚴格落實分層澆筑，使得鋼筋密集區處未能達到足夠密實的振搗。

二是在混凝土攪拌和運輸時，有可能會發生較大高度的自由下落，這樣一來，就會使得混凝土發生明顯離析，當運用于土木工程中，也就會出現裂縫。

三是模板的支撐或者構造不當，在硬化時，混凝土有可能會發生漏水、漏漿或者變形等情況。

第四，沒有實現連續的澆筑，或者停頓了較長的時間，也會造成混凝土裂縫。

2.3 養護不當

當施工結束之后，還需要對混凝土進行及時的養護，從而在保證混凝土硬化水平的前提下，盡可能地減少混凝土的開裂現象，然而，一些建筑施工單位，往往沒有按照相關要求來進行養護，這樣一來，就導致混凝土在一定程度上出現裂縫，與此同時，還會出現強度達不到相關標準、蜂窩、麻面或者脫落等一些質量問題。

2.4 結構設計不合理

第一，在結構設計的過程中，沒有充分考慮到構件應力和斷面，導致構件的偏心度較高，也可能會造成斷面異變，從而形成強度較高的集中應力，在這種情況下，就很有可能會出現混凝土開裂現象。

第二，鋼筋的設計與結構要求不相符合，也就是說，鋼筋的用量太少，缺乏支撐力，從而造成混凝土開裂。

最后，選用混凝土的等級與工程的參數要求不符，即摻灰量較低或者較高，也會導致混凝土出現裂縫。除此之外，如果沒有將環境溫度這一因素考慮在內，所配備的鋼筋不具備抗溫度收縮能力，也會導致混凝土出現裂縫。

3 混凝土裂縫的控制措施

3.1 加強材料質量控制

建設單位與施工單位應該聯手，一起加強關于水泥的篩選、采購工作，從而保證水泥的質量可以滿足相關標準，避免發生硬化、結塊等各種質量問題。此外，還應該大力控制游離氧化鎂、游離石灰和三氧化硫等材料的含量，從而確保進入到生產線中的水泥都符合相關質量標準，而沒有混入過多的有害物質。

與此同時，還應該加強水泥的儲運工作，從而防止水泥受潮現象的發生，消除相關負面影響。

3.2 加強材料配比控制

混凝土的配置直接關系著土木工程的施工質量。有實驗數據顯示，對于3m3的混凝土來說，每當水泥含量增多10kg，那么，水化溫度就會隨之增長1℃。因此，在確定混凝土配合比時，不僅要符合土木工程的結構強度標準，而且還要盡可能地減少用水，降低水灰的比例，同時嚴格地控制水泥用量。正常來說，對于3m3的混凝土，水泥用量不應該超過410kg，這樣能有效防止溫度應力對混凝土產生不良影響。

3.3 加強冷卻管降溫控制

一般情況下，在施工過程中，要提前在混凝土內部鋪設冷卻管路，從而對硬化混凝土的內部溫度進行有效控制，而且還可以在混凝土澆筑之后，進行通水循環，達到冷卻狀態。正常施工條件下，冷卻管路的水量大約在15畝/小時。當混凝土處于初凝狀態時，可以加強出水保溫和養護，通過真空壓漿的方式來實現壓漿和注漿。

3.4 加強結構設計控制

在進行混凝土結構設計時，設計人員要注意應力集中等相關問題，按照相關設計規范及標準要求，有針對性地對裂縫寬度進行選擇，并加以嚴格控制，并且還要考慮到地基的不均勻沉降現象。在這種情況下，結構設計具有較強的針對性，也更加科學、合理，能夠有效防止混凝土出現裂縫。

4 結論

混凝土裂縫作為一個歷史問題，普遍存在于土木工程中，裂縫的出現不僅會影響結構物的耐久性與承載性，而且會威脅到整個建筑物的安全。而混凝土裂縫的成因是十分復雜的，總體上可以分為內因和外因兩大類，這就要求在土木工程中，加強混凝土裂縫的預防和控制。從設計、施工，到建設、監理等各個方面，都應該進行協調配合，針對材料、施工及后續養護等各個環節來跟蹤并控制混凝土裂縫，對于已經存在的裂縫，也要細致地分析原因，并及早加以處理，從而為土木建筑的穩定與安全提供可靠保障。

參考文獻：

[1]李進菊.高樁碼頭面層混凝土裂縫成因分析及裂縫控制措施[J].信息化建設，2015，08：130+132.

[2]鄭婷丹.淺談混凝土裂縫危害、成因與應對措施[J].門窗，2013，03：394.

[3]周宗義.淺談建筑工程混凝土裂縫的成因及防治措施[J].現代物業（上旬刊），2013，07：9697.

[4]葛云峰.淺談混凝土溫度裂縫成因及控制措施[J].科技與企業，2013，17：166.

[5]王震.混凝土裂縫的成因及預防措施[A].山西省第十二屆青年優秀水利科技論文選集[C]，2015：15.

[6]孫彪.淺談混凝土裂縫的成因與控制[A].中國武漢決策信息研究開發中心、決策與信息雜志社、北京大學經濟管理學院.“決策論壇——企業精細化管理與決策研究學術研討會”論文集（上、下）[C].中國武漢決策信息研究開發中心、決策與信息雜志社、北京大學經濟管理學院，2015：1.

[7]施進.淺談混凝土裂縫成因及控制措施[J].四川水泥，2016，06：296.

[8]董建華.淺談混凝土裂縫的成因及控制措施[J].建材與裝飾，2016，18：4849.

作者簡介：

董文龍（1988），男，漢族，河南商丘人，碩士，助教，研究方向：橋梁與隧道工程結構；

薄東航（1993），男，漢族，河南淇縣人，本科，研究方向：淺談混凝土裂縫成因和控制措施。