淺談混凝土裂縫的預防與控制

摘要：混凝土的裂縫問題是一個普遍存在而又難于解決的工程實際問題，本文對混凝土工程中常見的一些裂縫問題進行了探討分析，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 預防與控制

在建筑施工中，混凝土結構裂縫問題始終為工程設計所關注，大量的工程實踐分析表明，大多數的鋼筋混凝土構件都是帶裂縫工作的，只是有些裂縫很細，一般對結構的使用無大的危害，允許其存在。有些裂縫在長期的荷載或外界物理及化學因素作用下不斷產生和發展，引起混凝土保護層剝落及鋼筋銹蝕，使鋼筋混凝土強度和剛度削弱、耐久性降低，甚至會影響結構的正常使用。因此預防混凝土裂縫是非常必要的。

1 混凝土裂縫產生的主要原因

1.1 人為因素

①設計不當產生的裂縫。為追求建筑物的外觀樣式，建筑物表面存在過多凹凸角，產生的凹角應力集中導致出現裂縫。②混凝土配合比設計不當產生的裂縫。混凝土配合比設計不當將直接影響混凝土的抗拉強度，是造成混凝土開裂的重要原因。③混凝土養護條件不好產生的裂縫。混凝土養護是使混凝土正常硬化的重要措施，養護條件的好壞對裂縫的出現有著關鍵的影響。④混凝土材料使用不當產生的裂縫。如使用導致混凝土收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥及水泥標號低或水灰比高均易產生裂縫。⑤施工方法不規范會導致混凝土產生裂縫。混凝土澆筑施工中，振搗不均勻，或是漏振、過振等情況，會造成混凝土離析、密實度差，降低結構的整體強度。

1.2 客觀原因

①溫度應力引起裂縫。目前溫度裂縫產生主要原因是由溫差造成的。②收縮引起裂縫。③由于水泥工業的發展，為提高水泥強度，廠家往往通過磨細水泥熟料的方法，從而導致水泥比表面積大大增大，體積穩定性越來越差。另外，隨著商品混凝土的廣泛使用，廠家骨料質量明顯下降，特別是采用泵送劑后，容易導致混凝土早期塑性收縮裂縫和后期收縮裂縫。④荷載引起的裂縫。鋼筋混凝土結構構件在荷載作用下，因變形而產生的裂縫，根據構件的種類，受力性質和受力大小，有不同的變形形狀和裂縫規律。

2 混凝土工程中常見裂縫及預防

2.1 干縮裂縫及預防

干縮裂縫多出現在混凝土養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會產生干縮，且這種收縮是不可逆的。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，產生較大拉應力而產生裂縫。主要預防措施：一是選用收縮量較小的水泥。二是在混凝土配合比設計中應盡量控制好水灰比的選用，同時摻加合適的減水劑。三是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。四是加強混凝土的早期養護，并適當延長混凝土的養護時間。

2.2 塑性收縮裂縫及預防

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。預防措施：一是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。二是嚴格控制水灰比，摻加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。三是澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透。四是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護劑等進行養護。五是在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風設施，及時養護。

2.3 沉陷裂縫及預防

沉陷裂縫的產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導致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產生不均勻沉降，致使混凝土結構產生裂縫。主要預防措施：一是對松軟土、回填土地基在上部結構施工前應進行必要的夯實和加固。二是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。三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時間不能太早，且要注意拆模的先后次序。五是在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。

2.4 溫度裂縫及預防

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，大量的水化熱聚積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，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。主要預防措施：一是盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。

2.5 化學反應引起的裂縫及預防

堿骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的由于化學反應而引起的裂縫。混凝土拌和后會產生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產生化學反應并吸收周圍環境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現中混凝土結構使用期間，一旦出現很難補救，因此應在施工中采取有效措施進行預防。主要的預防措施：一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。三是選用合適的摻和料抑制堿骨料反應。

3 裂縫的控制

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定配合比，嚴格控制水灰比和水泥用量，要求監理嚴格監督控制。把好質量關，選擇級配良好的石子，控制砂的粒徑及含量，適當減少空隙率以減少混凝土收縮量，從而加強混凝土抗裂強度。現澆板澆搗的養護實踐證明，混凝土養護工作，是整個施工過程中非常重要環節，忽視對混凝土的養護，既會降低混凝土的強度，又易使其在硬化過程中失水得不到及時補償而產生裂縫。更重要的是在高溫下施工，應經常澆水養護，一來可減少溫度產生的裂縫，二來可降低由于混疑土的收縮而產生的約束應力，有效控制裂縫。修復對策實際施工中，往往是非強度原因而造成現澆混凝土裂縫，在工程中經常采用以下幾種處理措施：化學灌漿法:其方法為采取環氧類的化學漿液或水泥漿液對裂縫進行灌注填充，既提高了結構的整體性，又能有效阻止鋼筋的進一步銹蝕；我們常常在實際中，在樓板受拉區裂縫兩側粘貼碳纖維布或鋼板，阻止樓板繼續開裂，提高安全性能。迭合層法：對原有混疑土樓面鑿毛清理，鋪設鋼筋網，重新澆筑一層細石混凝土整澆層，從力學角度來提高樓板的剛度和整體抗變形性能。整體處理法:通過增設構件、改變傳力途徑、地基處理、結構補強等整體方法提高現澆樓板的抗裂性能；針對已出現的裂縫，視具體情況對其采取封堵或約束的方案。

4 結語

控制裂縫的產生與發展，是建筑工程中必不可少的一個重要環節，雖然混凝土裂縫的成因和計算方法很多，但具體的預防和改善措施還是比較統一的。控制裂縫應科學地要求將裂縫控制在允許范圍內，裂縫重點在防，并從設計、施工，使用上共同努力，結合多種預防處理措施。