淺談混凝土工程裂縫的成因與處理措施

羅建華　谷繼波

摘要：本文對混凝土工程中常見的一些裂縫問題進行了探討和分析，并針對具體情況提出了一些預防、處理措施。

關鍵詞：混凝土；裂縫；處理措施

近年來，隨著建筑業的迅速發展，各種建筑物、構筑物的形體規模也不斷擴大，混凝土在建筑工程中的應用也越來越廣泛。由于混凝土具有結構厚、體形大、混凝土數量多、工程條件復雜和施工技術要求高等特點，因而在施工過程中若控制不當極易產生各種結構裂縫。這些裂縫往往給工程帶來不同程度的危害，甚至會造成經濟上的巨大損失。

1 混凝土常見裂縫的原因

混凝土裂縫產生的原因的很多，有變形引起的裂縫；如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有養護環境不當和化學作用引起的裂縫等等。

1．1 干縮裂縫

干縮裂縫的產生主要是由于混凝土內外水分蒸發程度不同而導致變形不同的結果；混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形過大，內部濕度變化較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內部約束，產生較大拉應力而裂縫越易產生。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗滲性，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生水力劈裂、影響混凝土的承載力等。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、外加料的用量等有關。

1．2 塑性收縮縫

塑性收縮產生的主要原因為：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，受高溫或管中產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，因此產生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要原因有水灰比、混凝土的凝結時間、環境溫度、風速、相對濕度等等。

1．3 溫度裂縫

溫度裂縫多發生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區的混凝土結構中。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚集在混凝土內部而不易散發，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，造成內部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產生一定的拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產生裂縫，這種裂縫多發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，而產生裂縫隙，表面收縮的混凝土受內部混凝土的約束，將產生很大的拉應力而產生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍產生。溫度裂縫的走向通常無一定規律，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，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，而冷縮裂縫粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗滲能力等。

2 混凝土裂縫的控制措施

裂縫的出現不但會影響結構的整體性和剛度，還會引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲能力。

2．1 合理選擇原材料，優化混凝土配合比

2．1．1 水泥品種選擇和用量控制。水泥水化熱的大量積聚，使混凝土出現早期溫升和后期降溫現象。由于礦物成分及摻合料含量的不同，水泥的水化熱差異較大。為了降低水泥的水化熱、減小混凝土的體積變形，大體積混凝土應選用中熱或低熱的水泥品種，一般選用低水化熱的礦渣水泥，低熱的礦渣水泥比同標號的普通硅酸鹽水泥的水化熱可減少1/4左右。另外，在滿足混凝土強度和耐久性的前提下，盡量減少水泥的用量。

2．1．2 摻加外加料。在混凝土中摻入一定量的粉煤灰后，在混凝土用水量不變的條件下，由于粉煤灰顆粒成球狀并具有“滾珠效應”，可以起到顯著改善混凝土和易性的效能。若保持混凝土拌合物原有的流動性不變，則可減少單位用水量，從而提高混凝土的密實性和強度。由此可見，在混凝土中摻入適量的粉煤灰，不僅可以滿足混凝土的和易性，還可以降低水化熱。

2．1．3 摻加外加劑。在混凝土工程通常摻入一定的外加劑，一般可在混凝土中加入粉煤灰或木質素磺酸鈣減水劑，如在混凝土中按水泥重量的0.25%摻減水劑，可減少10%左右的水泥。在降低混凝土成本同時，也大大改善了混凝土的性能。一方面，由于外摻劑取代了部分水泥的溫差，有利于防裂；另一方面，這種減水劑可以緩凝，在混凝土中可以避免冷接縫，提高工作性及流動性，有利于泵送。

2．2采用合理澆注和養護措施

2．2．1澆注要點。混凝土的澆注，應根據整體連續澆注的要求，結合構件尺寸的大小等具體情況選用全面分層法、分段分層法、斜面分層法等方法。還要遵循混凝土施工中已經形成的“分段定點，一個坡度，薄層澆注，循序漸進，一次到頂”的原則。澆注溫度宜控制在25度以下。因此，必須合理安排施工時間，盡量避免在高溫時段進行混凝土澆注。同時要盡量加快施工速度、縮短澆注時間，盡量降低混凝土的澆注溫度，減少結構物的內外溫差，并延長混凝土的初疑時間。

2．2．2 養護措施。在每次混凝土澆注完畢后，應及時按溫控技術措施的要求進行保溫養護。不同施工季節應選擇不同的混凝土養護方法。夏季施工時，要采用草簾覆蓋、蓄水、灑水、噴水等降溫方法進行養護；正常氣溫時，可噴刷養生液養護；冬季施工時，可使用薄膜養生液、塑料薄膜等封閉料對混凝土保溫、保濕，在寒冷季節可搭設擋風保溫棚。

3 結束語

綜上所述，混凝土的物理力學性質決定了混凝土溫度裂縫是不可以避免的，必須從原材料、施工、設計等方面實施質量控制，才能最大限度地預防和控制裂縫的產生，使混凝土結構工程更趨于合理、安全。避免混凝土裂縫給工程和建筑物帶來不必要的損失。