淺議混凝土工程中常見的幾種裂縫及其預防措施

摘要：隨著混凝土在建筑結構中的廣泛運用，而混凝土裂縫在混凝土工程中無處不在。因此，對裂縫的防治成了混凝土工程研究的重要課題之一。本文主要闡述了混凝土工程中常見的幾種裂縫及其預防措施。

關鍵詞：混凝土 裂縫 預防措施

0 引言

混凝土因其取材廣泛、價格低廉、抗壓強度高、養(yǎng)護費低等特點，成為了當今世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料，其在現(xiàn)代工程建設中占有重要地位。由于混凝土裂縫較為普遍，而裂縫產(chǎn)生的形式和種類較多，要根本解決混凝土中裂縫問題，正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效途徑。

1 常見的幾種裂縫及成因

1.1 干縮裂縫及成因

1.1.1 成因：干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結果。即混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大；內部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束，產(chǎn)生較大拉應力而產(chǎn)生裂縫。混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。

1.1.2 特征：干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫，寬度多在0.05~0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性，在水壓力的作用下會產(chǎn)生水力劈裂影響混凝土的承載力等等。

1.2 塑性收縮裂縫及成因

1.2.1 成因：塑性收縮裂縫產(chǎn)生的主要原因為混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細管中產(chǎn)生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結時間、環(huán)境溫度、風速、相對濕度等等。

1.2.2 特征：塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細且長短不一，互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20~30cm，較長的裂縫可達2~3ｍ，寬1~5mm。

1.3 沉陷裂縫及成因

1.3.1 成因：沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結構地基土質不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等所致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結構產(chǎn)生裂縫。

1.3.2 特征：此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關，一般沿與地面垂直或呈30°～45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

1.4 溫度裂縫及成因

1.4.1 成因：混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內部而不易散發(fā)，導致內部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內外的較大溫差，較大的溫差造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應力，當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。

1.4.2 特征：溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結構中。這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會導致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內產(chǎn)生。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積結構裂縫常縱橫交錯；梁板類長度尺寸較大的結構，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細，而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。

2 預防措施

2.1 干縮裂縫預防措施 ①選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。②混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大干縮越大，因此在混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比，同時摻加合適的減水劑。③嚴格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，混凝土的用水量絕對不能大于配合比設計所給定的用水量。④加強混凝土的早期養(yǎng)護，并適當延長混凝土的養(yǎng)護時間。冬季施工時要適當延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護。⑤在混凝土結構中設置合適的收縮縫。

2.2 塑性收縮裂縫預防措施 ①選用干縮值較小早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。②嚴格控制水灰比，摻入高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量。③澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透。④及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護劑等進行養(yǎng)護。⑤在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施，及時養(yǎng)護。

2.3 沉陷裂縫主要預防措施 ①對松軟土、填土地基在上部結構施工前應進行必要的夯實和加固。②保證模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。③防止混凝土澆筑過程中地基被水浸泡。④模板拆除的時間不能太早，且要注意拆模的先后次序。⑤在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。

2.4 溫度裂縫預防措施 ①盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。②減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg／m³以下。③降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。④改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量降低水化熱。⑤改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的“三冷技術”的基礎上采用“二次風冷”新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。⑥在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。⑦加強混凝土溫度的監(jiān)控，及時采取冷卻、保護措施。⑧加強混凝土養(yǎng)護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護，適當延長養(yǎng)護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。

3 總結

以上僅就常見裂縫的幾種類型進行闡述其成因和預防措施。當然，混凝土裂縫的控制是一個綜合性的問題，還需要從設計、監(jiān)理、施工及使用方面等多方面的配合。隨著對混凝土耐久性研究的不斷深入，材料科學的不斷發(fā)展和建筑技術水平的不斷提高，相信對混凝土裂縫問題將會有一套行之有效的預防措施。

參考文獻：

[1]趙國藩，李樹瑤等.鋼筋混凝土結構的裂縫控制［M］.北京:海洋出版社.1991.

[2]王鐵夢.工程結構裂縫控制［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社.1997.