淺談混凝土裂縫

羅贛東

摘 要：根據本人多年的現場觀察以及通過查閱有關混凝土內部應力相關方面的專著，對混凝土裂縫產生的原因，現場混凝土裂縫的預防和處理的措施等進行闡述。

關鍵詞：混凝土；裂縫；預防；處理

一般工業及民用建筑中，寬度小于0.05mm的裂縫對使用（防水、防腐、承重）都無危險性，故假定具有小于0.05mm裂縫的結構為無裂縫結構，所謂不允許裂縫設計，也只能是相對的無大于0.05mm初始裂縫的結構。

可以認為，混凝土有裂縫是絕對的，無裂縫是相對的，所謂結構的抗裂質量只是把裂縫控制在一定的范圍內而已。盡管我們在施工中采取各種措施，小心謹慎，但裂縫仍然時有出現。究其原因，我們對混凝土溫度應力的變化注意不夠是其中之一。

在大體積混凝土中，溫度應力及溫度控制具有重要意義。這主要是由于兩方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出現溫度裂縫，影響到結構的整體性和耐久性。其次，在運轉過程中，溫度變化對結構的應力狀態具有不容忽視的影響。我們遇到的主要是施工中的溫度裂縫。

1 裂縫的原因

混凝土中產生裂縫有多種原因，根據筆者的經驗和國內外的調查資料，工程實踐中結構物的裂縫原因，屬于由變形變化（溫度、收縮、不均勻沉陷）引起的約占80%以上；屬于由荷載引起的約占20%左右。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化。如養護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內部混凝土的約束，也往往導致裂縫。混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1/10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0.6~1.0）×104，長期加荷時的極限拉伸變形也只有（1.2~2.0）×104，由于原材料不均勻，水灰比不穩定，及運輸和澆筑過程中的離析現象，在同一塊混凝土中其抗拉強度又是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應力主要是由鋼筋承擔，混凝土中是承受壓應力。在素混凝土內或鋼筋混凝土的邊緣部位如果結構內出現了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現拉應力或者只出現很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉時期的穩定溫度，往往在混凝土內部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規律對于進行合理的結構設計和施工極為重要。

2 裂縫的控制措施

2.1 裂縫控制的設計措施

增配構造筋提高抗裂性能。薄壁結構（壁厚200~600mm）如墻、板、梁等，采取增配構造鋼筋，使構造筋起到溫度筋的作用，能有效地提高抗裂性能。

配筋應盡可能采用小直徑、小間距。采用直徑8~14mm的鋼筋和100~150mm間距是比較合理的。

全截面的配筋率不小于0.3%~0.5%之間。

受力筋能滿足變形構造要求的，不再增加溫度筋；構造筋骨不能起到抗約束作用的，應增配溫度筋。

避免結構突變（或斷面突為）產生應力集中。當不能避免斷面突變時，應作局部處理，做成逐漸變化的過渡形式，同時加配鋼筋。

控制應力集中裂縫。工業與民用建筑的各種底板、立墻、頂板以及地下箱形基礎和其他特殊構筑物都可能遇到各種形狀的孔洞。如圓形的、方形的、矩形等等，還有一些結構在長度方向遇有斷面突變的情況。在孔洞和變斷面的轉角部位，由于溫度收縮作用，也會引起應力集中，導致裂縫的產生，這是結構裂縫的常見現象。目前主要是采取有效的構造加強，有兩種有效辦法：是轉角或圓孔邊作構造筋加強，轉角處增配斜向鋼筋或網片。是孔洞邊界設護邊角鋼，即使是很小的角鋼（如邊寬50mm）也可起到良好的抗裂作用。角鋼配在孔洞所在轉角邊界。如某車間箱形基礎頂板孔洞作了護邊角鋼以后，均未發現應力集中裂縫。圓形大體積基礎上邊緣宜配置環形護邊鋼板（500mm×9mm）。

設置“暗梁”。水池類現澆混凝土結構一般厚度不大（300mm×500mm），高度也不高，池壁高在4 ~5m以上，這類結構最容易從池壁的上部出現邊緣效應引起的裂縫，裂縫上寬下窄。為此在水池縱、橫斷面的四角，以及施工縫上、下，各配4￠16~￠22的鋼筋予以加強，稱這些部位為“暗梁”。這樣處理以后，易裂的薄弱部位含鋼率增大，混凝土的極限伸提高，結構抗裂性得到增強。

從構造上提高混凝土的極限拉伸及抗拉強度可以有效地提高“抗”的作用。

“后澆縫”和“跳倉打”是一個道理，可控制施工期間的較大溫差與收縮應力。

以預防為主。在設計階段就應考慮到可能漏水的內排水措施以及施工后的經濟可靠堵漏方法，這才是較為合理的裂縫控制原理。

2.2 裂縫控制的施工措施

嚴格控制混凝土施工配合比。根據混凝土強度等級和質量檢驗以及混凝土和易性的要求確配合比。嚴格控制水灰和水泥用量。選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度，精細骨料的含泥量應盡量減少（1%~1.5%）。

在混凝土澆搗前，應先將基層和模板澆水濕透，避免過多吸收水分，混凝土的澆灌振搗對混凝土密實度是很重要的，最宜振搗時間5~15s。澆搗過程中應盡量做到既振搗充分又避免過度。

相對大塊式、厚壁的混凝土工程，控制裂縫的主要因素是水化熱降溫引起的拉應力，所以必須盡可能減少入模溫度，薄層連續澆筑，隨后采取保溫養護，以減少內外溫差。很重要的一環是緩慢降溫，越慢越好，為混凝土創造充分應力松弛的條件，與此同時還要使混凝土保持良好的潮濕狀態，這對增加強度和減少收縮是十分有利的。

對于薄壁結構，裂縫的主要因素是收縮，所以應分層散熱澆灌，其后保濕養護很重要，無須專門的保溫。預防激烈的溫度變化與濕度變化對控制裂縫是有利的。薄壁結構中要設法保證混凝土澆灌振搗的密實性。

混凝土樓板澆筑完畢后，表面刮抹應限制到最小程度，防止在混凝土表面撒干水泥刮抹。并加強混凝土早期養護。樓板澆筑后，對板面應及時用材料覆蓋、保溫，認真養護，防止強風和烈日曝曬。

嚴格施工操作程序，不盲目趕工。杜絕過早上磚、上荷載和過早拆模。在樓板澆搗過程中更要派專人護筋，避免踩彎面負筋的現象發生。通過在大梁兩側的面層內配置通長的鋼筋網片，承受支座負彎矩，避免因不均勻沉降而產生的裂縫。

施工后澆帶的施工應認真領會設計意圖，制定施工方案，杜絕在后澆處出現混凝土不密實、不按圖紙要求留企口縫，以及施工中鋼筋被踩彎等現象。同時更要杜絕在未澆注混凝土前就將部分模板、支柱拆除而導致梁板形成懸臂，造成變形。

3 裂縫的處理方法。

對于一般混凝土樓板表面的龜裂，可先將裂縫清洗干凈，待干燥后用環氧漿液灌縫或用表面涂刷封閉。施工中若在終凝前發現龜裂時，可用抹壓一遍處理。

其它一般裂縫處理，其施工順序為：清洗板縫后用１：２或１：１水泥砂漿抹縫，壓平養護。

當裂縫較大時，應沿裂縫鑿八字形凹槽，沖洗干凈后，用１：２水泥砂漿抹平，也可以采用環氧膠泥嵌補。

當樓板出現裂縫面積較大時，應對樓板進行靜載試驗，檢驗其結構安全性，必要時可在樓板上增做一層鋼筋網片，以提高板的整體性。

通長、貫通的危險結構裂縫，裂縫寬度大于０.３mm的，采用結構膠粘扁鋼加固補強。板縫用灌縫膠高壓灌膠。寬度小于0.3mm，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，然后作填充處理。