淺析混凝土裂縫形成原因及應對措施

袁建軍

摘? ? 要：鋼筋混凝土結構是我國目前最普遍的建筑結構之一，其耐久性、防火性能好，而且比磚混結構堅固、比鋼結構造價更低等優點。由于混凝土抗拉強度低，所以混凝土承受的主要是壓力作用，在壓力作用下會體現混凝土的多種性能。隨著混凝土應用越來越普及，混凝土出現的裂縫、蜂窩、漏筋、孔洞等問題隨之增多，尤其是混凝土裂縫。據統計混凝土裂縫問題占工程質量投訴問題的20%以上，由此可見混凝土裂縫防治的重要性。

關鍵詞：混凝土;裂縫;產生原因;防止措施

1? 引言

混凝土是由膠凝材料、水和粗、細骨料按適當比例配合、拌制成拌合物，經一定時間硬化而成的人造石材，是一種非均質脆性材料。其構件是帶裂縫工作的。確切地說，混凝土在凝結硬化過程中就有微裂縫存在，這是因為混凝土中的水泥石和骨料在溫濕度變化條件下產生不均勻的體積變形，而它們又粘結在一起不能自由變形，于是形成相互間的約束應力;一旦此約束應力大于水泥石和骨料間的黏結強度，以及水泥石自身的抗拉強度，就會產生微裂縫。

2? 混凝土裂縫的產生原因

混凝土裂縫的形式是多種多樣的，產生的原因也非常復雜，而非結構性裂縫約占混凝土結構裂縫的80%左右，是混凝土結構中的主要裂縫和常見裂縫。非結構性裂縫主要包括收縮裂縫、溫度裂縫及沉陷裂縫三種。

2.1? 收縮裂縫

收縮裂縫是由濕度變化引起的，它占混凝土非結構性裂縫中的主要部分。混凝土是以水泥為主要膠結材料，以天然砂、石為骨料加水拌合，經過澆筑成型、凝結硬化形成的人工石材。在施工中，為保證其和易性，往往加入比水泥水化作用所需的水分多4～5倍的水。多出的這些水分以游離態形式存在，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，造成混凝土體積收縮。此外，混凝土硬化過程中水化作用和碳化作用也會引起混凝土體積收縮。根據有關試驗測定，混凝土最終收縮量約為0.04%～0.06%。可見，收縮是混凝土固有的物理特性，一般來說，水灰比越大、水泥強度越高、骨料越少、環境溫度越高、表面失水越大，則其收縮值越大，也越易產生收縮裂縫。根據收縮裂縫的形成機理與形成時間，工程中常見的收縮裂縫主要有塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和干燥收縮裂縫三類，此外，還有自身收縮（化學減縮）裂縫和碳化收縮裂縫。

2.2? 溫度裂縫

溫度裂縫是由于混凝土內外溫差或季節氣溫變化過大而形成的。表面溫度裂縫走向無一定規律性，大面積結構溫度裂縫常縱橫交錯。表面溫度裂縫常發生在施工期間，寬度受溫度變化影響較明顯，冬季較寬，夏季較細。

主要成因分析：表面溫度裂縫多由溫差較大引起。特別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，內部溫度不斷上升，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，將導致混凝土表面急劇的溫度變化而產生較大的降溫收縮，此時表面受到內部混凝土的約束，將產生較大的拉應力，而混凝土早期抗拉強度很低，因而出現裂縫。

2.3? 沉陷裂縫

沉陷裂縫多屬進深或貫穿性裂縫，走向與基礎沉陷情況有關，可能出現在結構的上部或下部，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，且與不均勻沉降值成比例。

主要成因分析：①結構、構件下面的地基軟硬不均，或者存在松軟土，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沉降而引起裂縫;②結構各部荷載懸殊，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;③模板剛度不足，模板支撐不牢，支撐間距過大或支撐在松軟土上，以及過早拆模，也常導致不均勻沉陷裂縫出現;④冬季施工時模板支架支承在凍土層上，若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。

3? 減少混凝土裂縫產生的防治措施

由于原材料質量問題、混凝土自身荷載或外荷載過大、溫差、施工不當、養護不當引起了混凝土裂縫的產生。混凝土裂縫直接影響到建筑物的質量安全，因此為了最大程度減少混凝土裂縫現象，應該針對性地采取積極有效的措施來應對。

3.1? 合適的材料配合比

混凝土的配合比要經過試驗才能確定，滿足設計結構需求，保證強度等級，只有這樣才能保證混凝土的耐久性。在混凝土中石子和砂子占的比例較大，且砂子、石子在混凝土中主要起骨架作用。砂的含水量對于砂料的體積有較大的影響，石子的顆粒級配對水泥用量的大小也有較大影響，有效控制砂的含水量和石子的顆粒級配對于混凝土的自重具有顯著的改善作用，合適的材料配合比對減小混凝土裂縫產生有所幫助。由于“三高”水泥對混凝土裂縫的影響越來越嚴重，減少或是替代這種水泥的使用對減少混凝土裂縫產生有所幫助，發明創造出新型混凝土也很有必要。

3.2? 合理控制溫差

大體積混凝土裂縫產生的原因主要是由于混凝土內外溫差過大造成的，合理控制溫差減少溫差引起的裂縫很有必要。在新拌混凝土中，其模板失去水分會發生塑性收縮產生裂縫，而表面失水則是因為水化熱產生的溫度過高、熱量過多在混凝土發生冷卻收縮時還沒有完全散失而導致裂縫產生。在新拌混凝土試驗中，采用了人工拌合法和機械攪拌法進行試驗，在合理時間內均勻攪拌混凝土，通過模擬現場施工條件下所用混凝土的溫度變化得出數據分析和研究。所以控制溫度差或者是采用發熱量較小的材料對大體積混凝土的裂縫很有效。

3.3? 標準規范化施工

施工質量問題一方面是由于和易性不好導致難以獲得均勻密實的混凝土，另一方面是施工人員的問題造成的質量問題。在開始工作之前，施工人員和管理人員應該接受一定的培訓，熟悉和掌握本工種技術操作流程和嚴格按照規定執行任務，不得有違規操作。工程項目應該注重建筑物的質量，不能夠一味追求經濟效益，在當今社會這個轉型期，思維方式和理念都應該與時俱進，改革創新是很有必要的。在這個改革創新的時代，我們更應該重視的是建筑物的質量安全，再是建筑物的功能性、經濟效應等其他方面的事情，規范化施工是很有必要的。

3.4? 注重混凝土養護

為了減緩混凝土裂紋或裂縫的產生，可以在混凝土養護階段通過減緩水分蒸發和散失來實現。混凝土養護的方法有很多種類，建議可以采取簡便有效的措施，以造價最合理的方式來達到此目的。一方面可以采取對混凝土表面進行遮蓋，減少表面混凝土的暴露時間等措施來減緩和避免水分過快的蒸發。另一方面采取灑水、噴涂薄膜等養護措施來減緩水分的散失。混凝土的養護階段必不可少且十分重要，可以通過采取措施在此階段減緩裂縫的產生。

4? 結束語

裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展，保證建筑物和構件安全、穩定地工作。

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