淺論建筑混凝土結構裂縫控制措施分析

任佳毅

摘 要：隨著城市發展土地的開發，人們對混凝土結構耐久性重視程度的提高，以及大量低水灰比高強混凝土的應用，混凝土早期開裂的問題再度引起了人們的關注?，F代建筑物當中早期裂縫是現澆混凝土結構中普遍存在的一種現象，本文對混凝土結構裂縫控制措施展開探討分析，以供參考。

關鍵詞：混凝土;結構;裂縫控制;

前言：混凝土材料其自身是帶裂縫工作的，然而出現某種程度的裂縫是不可避免的。因此，混凝土出現裂縫是絕對的，沒有裂縫是相對的。然而，不少的工程實踐證明，在混凝土澆筑后不久或在施工階段會出現與設計中所考慮的裂縫部位、程度范圍及性質完全不同的裂縫。這就要求我們認識這類裂縫產生的原因和規律，并采取相應控制技術對裂縫進行控制，稱為“裂縫控制”，即通過適當的技術措施，控制建筑物使其不產生有害裂縫，達到抗裂防滲目的。

一、混凝土結構裂縫產生原因

按照作用和效應的關系法則，現澆混凝土結構早期受到的直接作用主要為施工荷載，以往的施工技術規范和結構設計規范已經有明確的規定，即直接作用可以采用成熟的結構分析方法計算。所以這里著重討論跟早期裂縫生成效應相關的間接作用。它可以歸納為溫度作用、濕度作用、收縮變形作用等。另外，還將簡要介紹混凝土應力松弛和徐變對早期裂縫的影響。

1.1溫度作用

現澆混凝土構件置于現場環境中，除混凝土水化發展的水化熱外，還要受到環境溫度變化的影響。環境溫度的來源主要是太陽輻射，或施工后加熱養護等。此外，重要的還有混凝土材料的熱工特性參數，它隨混凝土不同而變化，從而導致相同環境條件所得溫度發展結果不盡相同。下面將分別進行闡述。

1.1.1水化熱

水泥在水化過程中會產生水化熱，如果一次澆筑混凝土的體積量很大，產生的大量水化熱散不出去，表面和內部升溫、降溫速度不同，從而會產生表面甚至貫穿裂縫。尤以壩體的大體積混凝土溫度裂縫問題最為突出。

1.1.2環境溫度、濕度

現澆混凝土結構與其他混凝土結構形式不同的是，混凝土成型階段往往會經歷季節變化、晝夜溫度、濕度變化等的影響。例如，某地區晝夜溫差可達15℃左右，而春秋季的濕度比夏天雨季低得多。這樣的變化會導致現澆混凝土結構材料強度發展的不均衡性。

1.1.3混凝土材料的熱工特征

結構設計中一般只涉及成熟混凝土的熱膨脹系數（TDC）。一般認為，熱膨脹系數取決于混凝土孔隙結構中的濕度狀態，孔隙結構干燥的和濕飽和的混凝土其熱膨脹系數較低，面孔隙結構部分飽和的混凝土的熱膨脹系數較高。另外，熱膨脹系數還取決于混凝土的骨料的選用，例如石灰石骨料的熱膨脹系數只有1。0×10- 6/℃。

1.2收縮變形作用

一般地，混凝土收縮變形包括塑性收縮、自干燥收縮（自身收縮）、干燥收縮、溫度收縮和碳化收縮五種主要形式。

1.2.1塑性收縮

混凝土的塑性收縮發生在塑性階段，由水泥水化反應決定，也有研究行稱之為化學收縮。雖然體積變化量很大，但內部混凝土尚未硬化，一般認為，在施工作業振搗充分時不會影響后期質量。

1.2.2自干燥收縮

通常發生在水泥硬化過程（早前期階段）中，源于混凝土內部尚未完全水化的水泥顆粒的繼續反應消耗自由水，不與環境介質接觸，因此也稱為自身收縮。高強度混凝土因水灰比較低，后續水化產生的自收縮量值較高，這也是高強度混凝土早期裂縫開展較多的原因之一。

1.2.3干燥收縮

由于水分的散失而導致的干燥收縮最為常見，發生在早期階段，是造成收縮裂縫的主要原因。水分散失既包括大氣蒸發，也包括地基土壤的吸收。

1.2.4溫度收縮

溫度收縮主要是在混凝土初凝之后，水泥水化熱的釋出量逐漸減少，導致稍后階段與外界發生熱交換后混凝土產的溫度降低而產生的。此外，隨外界溫度變化的張縮也是一個主要因素。

三、溫度控制與防止裂縫的措施

為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。

3.1控制溫度的措施

3.1.1采用改善骨料級配，用于硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中水泥用量;

3.1.2拌和混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;

3.1.3熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱;

3.1.4在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫;

3.1.5規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度梯度。

3.2改善約束條件的措施

3.2.1合理地分縫分塊;

3.2.2避免基礎過大起伏;

3.2.3合理地安排施工工序，避免過大的高差和側面長期暴露。

此外，改善混凝土的性能提高抗裂能力，加強養護，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要，應特別注意避免產生貫穿裂縫，出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的，因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。

在混凝土的施工中，為了提高模板的周轉率，往往要求新澆筑的混凝土心早拆模。當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應力，出現“溫度沖擊”現象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發，表面引起相當大的拉應力，此時表面溫度亦較氣溫為高，此時拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應力，與水化熱應力迭加，再加上混凝土干縮，表面的拉應力達到很大的數值，就在導致裂縫的危險，但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料，如泡沫海綿等，對于防止混凝土表面產生過大的拉應力，具有顯著效果。

四、裂縫的處理措施

目前，世界各國的規定不完全一致，但大致相同。如從結構耐久性要求、承載力要求及正常使用要求，最嚴格的允許裂縫寬度0.1 mm。近年來，許多國家已根據大量試驗與泵送混凝土的經驗將其放寬到0.2 mm。當結構所處的環境正常，保護層厚度滿足設計要求，無侵蝕介質，鋼筋混凝土裂縫寬度可放寬至0.4 mm;在濕氣及土中為0.3 mm;在海水及干濕交替中為0.15mm。如果裂縫超出上述規定，就應采取一定的方法進行處理。

4.1 表面處理法

包括表面涂抹和表面貼補法，表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補法適用于大面積漏水的防滲堵漏。

4.2 填充法

用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業簡單，費用低。寬度小于0.3 mm，深度較淺的裂縫或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達到效果的裂縫以及小規模裂縫的簡易處理可采取開v型槽，然后做填充處理。

4.3 灌漿法

在裂縫表面填充、涂抹水泥砂漿或其他化學合成材料，此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

結束語

綜上所述，只要充分了解裂縫的成因和特點，可以準確地判斷混凝土裂縫的類型，有針對的采取處理措施，則可有效的控制裂縫的產生和擴展，減少工程事故的發生。這樣對延長結構的使用壽命，提高建筑物的安全性具有重大的意義。

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