混凝土裂縫成因分析

謝超

摘 要：混凝土裂縫是多年來影響建筑業質量問題的通病，如裂縫較多、較深，直接影響結構安全。本文從闡述混凝土裂縫的類型，分析裂縫形成的主要原因著手，在此基礎上提出相關預防措施。

關鍵詞：混凝土；裂縫；成因分析

改革開發以來，隨著中國經濟飛速發展，在城市設施建設和工業、民用建筑的建設上，使用的商品混凝土越來越多，但施工中的混凝土溫度裂縫問題日漸突顯，形成相當普遍性的問題，帶來了嚴重的安全隱患。因此，對混凝土裂縫成因進行科學分析，在使用材料、施工方法等方面提出相對應的裂縫控制方法，有重大的實際意義。

1混凝土裂縫原因分析

1·1混凝土本身的影響

混凝土在澆筑、振搗過程中，水泥的水化熱過高致使水泥水化過程中產生相當的熱量，水化熱在結構內部聚集不易發散，引起急劇升溫，達到20至30℃甚至更高。結構物在一個自然散熱條件中，實際上混凝土內部最高溫度一般發生在混凝土澆筑的最初3至5 天。隨著混凝土齡期的增長、彈性模量的增高，對混凝土內部降溫收縮的約束也就越來越大，會產生很大的拉應力，當抗拉強度不足以抵抗這種拉應力時，就會出現溫度裂縫。

1·2混凝土的收縮變形

混凝土的收縮同樣是產生裂縫的重要原因。實際所需拌和水，要比水泥水化所需的水要多很多。水泥水化所須的拌和水只占20%，其余的都會蒸發。水分蒸發引起混凝土收縮，當收縮受到約束時，會產生收縮應力，當收縮應力大于當時混凝上的抗拉應力時，則裂縫隨之產生。

1·3地基或老混凝土與約束

當混凝土澆筑地基條件較好的基巖、或老混凝土上時，混凝土在澆注初期水化熱的升溫而產生膨脹，受到基巖或老混凝土的約束，產生較小的壓應力。而當混凝土溫度繼續下降時，基巖或老混凝土對溫降引起的收縮變形約束，混凝土內將出現較大的拉應力，裂縫隨之產生。

1·4施工方面的因素

違規違章及不當施工容易造成混凝土裂縫。特別是夏季施工，運輸車超出運輸時間，泵車出料時混凝土的經時坍損較大，混凝土的和易性和流動性較差，而現場工人的加水，造成混凝土強度降低，加水的混凝土水灰比和強度與原配合比的不同造成不同配比混凝土的凝縮、干縮裂縫。此外，振搗方式的不正確容易造成混凝土表面浮漿、分層離析而使混凝土面層開裂，可能造成混凝土砂漿大量向低處流淌，使混凝土產生不均勻沉降收縮而在結構厚薄交界處出現裂縫。另外養護不當也是混凝土收縮開裂的最主要原因。

1·5環境氣候的因素

混凝土結構施工期間，外界氣溫的變化情況對防止混凝土開裂有重大影響，氣溫越高，混凝土的澆筑溫度也越高。如果外界溫度下降，會加強混凝土的降溫幅度，特別是在外界溫度急劇下降時，會增加混凝土外層與內部的溫差，將會對混凝土抗裂極為不利。

2混凝土溫度裂縫控制要點

2·1重視材料的選用

使用低熱水泥（如礦渣水泥），能有效降低混凝土的絕熱溫升，降低混凝土的最高溫度。減小混凝土內表溫差，將會起到減小溫度應力的作用從而減少產生裂縫的充分條件。按現行國家標準《水泥水化熱實驗方法（直接法）》，水泥水化熱測定要求配制混凝土所用水泥7 d的水化熱不大于25 kJ/kg。要降低水化絕熱溫升、減小體積變形，混凝土一般不宜使用水化熱過高的水泥，應使用水化熱相對較低的中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣水泥，且不宜使用早強型水泥。

優化混凝土的配合比，可在保證混凝土強度及流動度條件下，盡量節省水泥、降低混凝土絕熱溫升。基于絕熱溫升控制的綠色高性能混凝土配合比優化設計準則，優化配合比。

2·2施工階段的裂縫控制措施

（1）控制澆筑溫度。要降低混凝土的最高溫度及溫差，直接的措施就是降低澆筑溫度。混凝土從攪拌機出料到卸料，泵送和澆筑振搗中，為了降低溫度，減少結構的內外溫差，一般按季節采取措施。夏季施工時，則應以減少冷量損失、著手在整個長度的水平輸送管道上覆蓋草席并經常噴灑冷水，在澆灌時，采用相同坡度、薄層澆灌、循序推進、一次到頂等措施來減少混凝土暴露面積，加快澆灌速度，縮短澆灌時間。冬季施工時，對結構厚度在1m以上的混凝土可持續施工，但應保溫澆灌、保溫養護，可利用混凝土本身散發的水化熱養護混凝土，在混凝土沒有達到允許臨界強度以前防止凍害。

（2）合理安排施工進度。對混凝土澆筑，應遵循“同時澆搗，分層堆累，一次到頂，循序漸進”的成熟工藝。在混凝土澆筑時分層，其層間的間隔時間應盡量縮短，須在上層混凝土初凝之前澆筑下層混凝土。層間最長的時間間隔小于混凝土的初凝時間。當層間間隔時間超過初凝時間應按施工縫處理。

處理方法：①消除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝上層及松動的石子，均勻露出粗骨料；②在上層混凝土澆筑前，用高壓水沖洗混凝土表面的污物，充分濕潤不留水；③對非泵送及低流動度的混凝土，在澆筑上層混凝土時采取接漿措施。

（3）改進攪拌工藝和振搗工藝。在攪拌混凝土時，改變一般的投料程序，先把水、水泥和砂拌和后，再投放石料進行攪拌的新方法。這種攪拌工藝的主要優點是無泌水現象，混凝土上下層強度差減少，可有效防止水分向石子與水泥砂漿面的集中，從而使硬化后的界面過渡層結構緊密、粘結加強。

2·3混凝土的養護

為了保證混凝土有適宜的硬化條件，混凝土終凝后，結構中如筏板邊緣、剪力墻中部等不易被塑料薄膜完全覆蓋的部位，可采用澆水保濕。混凝土升溫階段因表面未能完全覆蓋而出現局部干燥時，可澆40至50℃的熱水濕潤表面，防止出現干燥裂縫。降溫階段一般可澆自來水養護，保溫保濕養護時間為14 天。如果養護階段混凝土表面溫度過低，可采取加熱措施，如碘鎢燈照射。澆筑后的一段時間內對混凝土內部及表面溫度進行跟蹤監測，根據溫度的變化及時采取適當的保溫、保濕等養護措施。

3結語

混凝土裂縫的存在將嚴重影響建構筑物的正常使用。本文對混凝土裂縫的成因及控制問題進行了初步探討，在工程實踐中不斷發現問題，對產生裂縫原因給出科學正確的“診斷”，才能對癥下藥，更好地把握建筑工程的施工質量，確保建構筑物和構件的安全、穩定。

參考文獻：

[1]國標GB50010-2010《混凝土結構設計規范》；

[2]劉慶海.淺談建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與治理[J].科技創新與應用，2013（36）?