水泥混凝土裂縫產生的原因分析及控制措施

摘要： 混凝土裂縫是混凝土結構不可避免的現象，為了預防裂縫的產生，應合理選擇材料，施工時應控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度，合理選擇混凝土澆筑方案，注重混凝土的養護和溫控等。本文從混凝土結構設計施工的角度，論述了混凝土產生裂縫的原因及控制措施，為解決水泥混凝土裂縫問題提供了依據。

關鍵詞： 混凝土 裂縫 原因 措施

前言

現代建筑工程中，混凝土以其性能優越、經濟合理、施工方便等優點成為用量最大的建筑材料，配置以鋼材而制成的鋼筋混凝土構件更是廣泛用于建筑工程中。因此，了解和掌握混凝土這種材料的性質及特點，使其更好地應用于實踐中，對結構工程技術人員來講，是十分必要的。本文對一般混凝土構件中最常見的特性——裂縫作些分析和探討，希望能對混凝土的應用有所幫助。

1.一般混凝土裂縫產生的原因

混凝土的裂縫問題，是帶有一定普遍性的技術問題，裂縫是混凝土這種固體材料中特定的不連續現象，也就是說混凝土中必然存在裂縫。混凝土是一種非勻質脆性材料，例如：在溫度和濕度變化的條件下，硬化并產生體積變形，由于材料變形不一致，互相約束而產生應力，造成骨料與水泥石粘結面或水泥石本身之間出現微細裂縫。大體積混凝土基礎澆灌后，在硬化期間由于內外溫差很大，表面受到內部混凝土的約束，因而出現內約束裂縫，這種溫度裂縫是混凝土早期開裂的主要因素之一，往往是貫穿性的有害裂縫，所以對混凝土的溫度控制和養護尤為重要。造成混凝土構件產生裂縫的原因較多且復雜，對于引起混凝土裂縫的原因，本文從材料、施工，環境三個方面加以分析。

1.1材料方面

1.1.1現今混凝土中的水泥細度越來越細，其比表面積也隨之增大，水化速度變快，放熱量集中，內部溫度不斷上升，使混凝土表面和內部的溫差很大，此時表面受到內部混凝土的約束，因而出現內約束裂縫。在大體積混凝土中這種裂縫較為嚴重。

1.1.2由于現今大型混凝土中鋼筋的用量越來越大，排布越來越密，因此施工單位不得不采用大坍落度混凝土，但要使混凝土產生較大的坍落度，除使用減水劑外，就不得不減少混凝土中的粗骨料用量，增加細骨料、水泥和水的用量。這些都會使混凝土體積穩定性、抗拉能力變小，裂縫產生的機會變大。

1.1.3實踐證明，混凝土構件中骨料的粒徑越粗，混凝土收縮變形越小，砂率越高，混凝土收縮變形越大。另外，骨料中含泥量越大，混凝土收縮變形就會越大。

1.1.4外加劑與水泥的適應能力也與混凝土的收縮關系十分密切，應該合理地選用外加劑，適量應用。我國實行水泥新標準后，水泥和外加劑的適應性變差。摻有外加劑的混凝土，出現假凝、裂縫等現象的事時有發生。但要求水泥廠對水泥進行調整難度較大，所以在確定配合比時一般采用調換外加劑品種的辦法來解決這一問題。

1.2環境方面

1.2.1施工現場的環境溫差過大，高溫時施工的混凝土在低溫時就容易因溫度應力的作用產生裂縫，特別是夏季白天施工的混凝土在夜間就容易產生裂縫，這些裂縫一般都較大較嚴重，所以，盡可能將關鍵部位的混凝土的終凝時間選在環境中的最低溫度，是防止裂縫產生的有效辦法。

1.2.2施工現場的風速過大時，混凝土表面由于失水過快很容易產生塑性開裂，特別是一些面積較大的現澆結構，容易出現較嚴重的寬裂縫。所以了解當地的天氣情況也是很重要的。

1.2.3由于施工現場的空氣相對濕度較低，使混凝土表面蒸發速度過快，容易產生塑性收縮裂縫，一般采用木抹子和鐵抹子多次抹面的工藝，可以解決這一問題。

1.3施工方面

1.3.1混凝土振搗欠振和過振都是混凝土產生裂縫的一個原因。欠振會導致混凝土結構不嚴密，受力時容易破損，產生較大的裂縫；過振會導致混凝土中的水泥漿與骨料上下分離，浮漿很容易產生干縮裂縫。所以采用適當的振搗工藝非常關鍵。

1.3.2混凝土養護工作不及時、不到位也容易產生干縮裂縫，這主要是由于工程技術人員對此認識不夠和缺乏責任心，一般及早養護和養護時間越長越好。

1.3.3大體積混凝土暴露在外的面積過大，包羅面積越小，收縮就會越大。因此應采取一定的補救措施，避免混凝土暴露在外的面積過大。

2.避免或減少混凝土裂縫的措施

混凝土中的裂縫雖然是不可避免的，但只要我們按不同的裂縫控制等級合理調控，就能把裂縫控制在工程實踐所允許的范圍之內。除了在設計方面選用合理的設計模型、選用合理的水泥品種、確定適宜的混凝土強度等級外，還可以從施工與材料方面來控制裂縫。

2.1材料方面

2.1.1嚴格控制混凝土原材料的質量和技術標準。

2.1.2優選緩凝性外加劑和摻合料。

2.1.3通過混凝土試配，優選材料和配合比。

2.1.4選擇合適的骨料品種，控制骨料級配及含泥量。

2.1.5做好設備及計量裝置的檢驗等。

2.2施工方面

2.2.1控制澆筑時間及溫度。

2.2.2做好混凝土的保溫、保濕的技術措施。

2.2.3保證混凝土澆筑質量，控制混凝土坍落度及水灰比。

2.2.4選擇合理的施工方案、施工順序等。

3.混凝裂縫的處理

在現實工程實踐中，裂縫是不可能避免的。對裂縫的處理，首先要分析其形成原因，了解是設計、施工、材料還是其他因素引起的。混凝土的裂縫大致分三類。第一類是很細小的裂縫，或者說是規范所允許范圍內的裂縫，這種裂縫一般不需要處理。第二類是超出規范允許范圍內，但并不影響結構安全問題的裂縫，這種裂縫一般需處理才能滿足使用功能以及結構耐久性等。第三類是裂縫較大，影響到結構安全性的裂縫，這種裂縫往往需要進行結構加固處理或拆除重建。

處理方法大致有兩種，一是抹面處理，材料可為高強微膨脹砂漿、抗滲聚合物砂漿或環氧玻璃。二是壓力灌漿法，材料可為水泥灌漿、水泥—水玻璃灌漿、環氧樹脂及現在所應用的一些化學聚合物等。

4.體會及建議

4.1澆筑混凝土時科學合理地選擇原材料是降低混凝土水化熱的根本前提，混凝土配合比設計的高水平是保證混凝土水化熱降低的保障。

4.2混凝土澆筑后期的養護工作不容忽視。

4.3施工季節應盡量避開酷暑、嚴寒時期，減少混凝土澆筑的不利因素。

隨著混凝土材料的廣泛使用，這種材料的性能也越來越為人們所熟悉和掌握，混凝土的裂縫問題也一直為工程技術人員所研究。在設計、選材和施工方面做好各項控制措施，防患于未然，混凝土這種材料必將更廣泛地應用于工程實踐，更好地服務于社會。