混凝土裂縫原因及控制措施

摘要：本文結合實踐、論述了混凝土裂縫原因、種類及裂縫的控制措施和裂縫處理。

關鍵詞：混凝土 裂縫 原因及控制

混凝土裂縫是結構中普遍存在的一種現象，它的出現不僅會降低建筑物的強度、抗滲性、抗腐蝕性，會引起鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化、降低構件的耐久性，并進一步降低建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進行認真研究。

1 混凝土結構裂縫種類和成因

混凝土結構裂縫的種類，就其產生的原因，大致可劃分如下幾種：

1.1 設計方面的原因

1.1.1 構件在設計時構件截面尺寸設計不合理，斷面配筋不足，鋼筋排列順序不當造成構件的承載力和剛度不足、變形過，致使構件在承載后產生裂縫。

1.1.2 構件在設計過程中，一般情況下只對正常使用的荷載情況進行驗算，而不考慮構件在澆筑過程中因外力作用而產生的各種變形因素，導致構件的構造筋配置不足，而這種變形往往會使構件產生裂縫，這種裂縫是由于構件在硬化過程中的收縮變形和缺少相應部位的構造鋼筋約束所產生。此類裂縫通常板面多于板底，尤以板角居多，裂縫往往成龜裂狀。

1.1.3 基礎的剛度不足、沉降縫或伸縮縫設計不合理、地基承載力設計值不足、地基承載力不均勻導致結構發生不均勻沉降，最終使上部結構發生較大變形，這種變形所形成的拉應力超過了結構的抗力，從而引起裂縫。

1.2 材料方面的原因

混凝土中水泥水化收縮是其自身的特點。相關資料證明混凝土的拌和水中水泥水化所必須的水含量約為20%，剩余80%的水分都要被蒸發，水分在蒸發時就要引起混凝土收縮。混凝土收縮本身并不會產生裂縫，但如果收縮產生的拉應力大于混凝土的抗拉強度時，混凝土就會出現規律性的裂縫。

1.2.1 泵送混凝土的粗骨料粒徑往往受本地的骨料種類、鋼筋的最小間距、泵送管道的直徑、流動度、板厚這五種條件的約束，為了滿足泵送混凝土的要求，商品混凝土大多采用盡可能小的粒徑骨料，減少粗骨料的用量。因此泵送混凝土中粗骨料的粒徑一般都相對比較小，導致等量混凝土中水泥用量和拌和水用量比普通混凝土要多，產生的水化熱也較多，從而在混凝土澆筑完畢后降溫時因自身約束引起的溫度應力也比普通混凝土要大許多。

1.2.2 為保持良好的工作性能和可泵送性，在商品混凝土生產過程中都會使用外加劑，其中大多是兼有減水、泵送、緩凝等綜合作用的高效復合外加劑，此類外加劑會造成初期的水化速度較快，瞬時產生的水化熱也較多，如果在混凝土生產過程中外加劑加入量不能得到科學合理的控制，就會在一些部位形成薄弱區域，并在外力的作用下產生裂縫。

1.3 施工方面的原因

1.3.1 混凝土在終凝前抹面壓光不符合要求產生非結構性淺表層裂縫。由于混凝土坍落度大，水泥漿較多，在終凝前因水分蒸發表面收縮極易出現收縮裂縫，對于摻加外加劑的混凝土更為顯著。如果在混凝土終凝前未及時嚴格抹面壓光，則收縮裂縫就不會被修復，最終形成非結構性淺表層裂縫。

1.3.2 混凝土在澆筑時不能嚴格控制水灰比，現場隨意加水。施工作業人員現場澆筑混凝土時為提高混凝土的流動性，尤其是在澆筑梁、柱等斷面尺寸較小的構件時，隨意向混凝土中加水稀釋。隨意加水稀釋混凝土會導致混凝土硬化過程中水分從混凝土內部分泌到其表面的泌水通道增大，而且產生泌水現象部位的抗壓、抗拉強度等都將進一步降低，進而會在很大程度上降低了混凝土的整體強度、抗滲性以及耐腐蝕性。更嚴重是將會導致混凝土局部形成了軟弱層，增加了混凝土出現裂縫的可能性。

1.3.3 混凝土澆筑后養護不到位不及時造成收縮裂縫。為了使混凝土正常硬化，必須在成型后一定時間內維持周圍環境有一定溫度和濕度，若凝結以后的混凝土表面在規定的時間內（一般控制在12小時內）未進行覆蓋或未及時澆水養護，將會造成混凝土表面水分迅速蒸發，最終導致產生收縮裂縫，尤其是在風速大、濕度小、氣溫較高的環境下，更容易產生收縮裂縫。

1.3.4 《混凝土結構工程施工質量驗收規范》中已經明確規定了混凝土構件的拆模強度，商品混凝土由于其為保證具有一定的坍落度要求以及停置、運輸、澆筑所需要的作業時間，通常要加入具有緩凝作用的外加劑，如果混凝土拆?；蚣虞d時間過早，不能保證混凝土強度達到規范要求，那么混凝土將不能形成結構或形成的結構不能承受其自重、外力等因素而產生內外部裂縫，折斷等現象。

1.4 使用過程中的原因

混凝土構件上堆放過多的荷載，或者是局部承重荷載超過了設計值，超過了結構的承載力而引起裂縫。例如在施工過程中模板體系只考慮構件的承載力而未考慮后期施工堆放材料的承載力，但在后期施工時大量施工材料集中堆放在構件上，或者在構件強度達到規范要求但還未達到100%時，在構件上堆放大量施工材料，那么混凝土將會因不能承受外力作用等因素而產生內外部裂縫，折斷等現象。

2 裂縫的控制措施

2.1 設計方面

2.1.1 設計人員在結構設計時要合理考慮構件的受力情況，并根據受力情況計算構件的截面尺寸、斷面配筋、以及鋼筋排列順序。

2.1.2 設計人員在機構設計過程中要嚴格按照地基承載力報告選取合理的基礎形式，以及合理布置沉降縫或伸縮縫的位置。

2.1.3 設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。如因結構或造型方面原因等而不得以時，應充分考慮采用加強措施。

2.1.4 在常見的混凝土裂縫中，有絕大部分都是由于混凝土干收縮而造成的，要解決由于干收縮而產生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮，實踐證明，效果是很好的。

2.1.5 設計人員在結構設計時，必須充分考慮構件在混凝土澆筑過程中因外力作用而引起的各種形變因素，對于構造鋼筋的配置，特別是于墻板、樓面等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇。

2.1.6 設計人員在設計中應充分考慮大體積混凝土因水化熱而產生裂縫較多，混凝土強度值應采用60天齡期作為設計值，以減少混凝土單方用灰量。

2.2 材料選擇和混凝土配合比設計方面

2.2.1 水泥品種、等級以及混凝土強度等級的確定必須根據構件結構的特點及要求進行選取。

2.2.2 混凝土應選用級配優良的原材料，砂、石的含泥量必須符合規范要求。

2.2.3 混凝土中摻合料和外加劑的使用可以明顯地起到降低水泥用量、改善混凝土的工作性能、降低水化熱和降低混凝土成本的作用。因此混凝土在配置時建議科學合理的使用摻合料和外加劑。

2.2.4 混凝土中膨脹劑的摻量應充分考慮到品種、摻量不同所起到的膨脹效果不同。所以膨脹劑在使用時應通過大量的試驗確定所選取的膨脹劑的最佳摻量。

2.2.5 實驗室出具的配合比一般為理論上的配合比，現場施工時由于原材料批次不同往往會出現實際所用原材料與實驗室出具配合比所用材料不一致，因此作業人員必須及時根據原材料的情況調整配合比。同時設計人員在設計時應結合現場的澆搗工藝、操作水平、構件截面等情況，合理選擇好混凝土的設計坍落度，針對現場的砂、石原材料質量情況及時調整施工配合比，協助現場搞好構件的養護工作。

2.3 現場操作方面

2.3.1 混凝土澆搗：混凝土澆筑應避免在雨中或大風中澆灌。振搗棒插入時要快，拔出時要慢，以免在混凝土中留下空隙。每次插入振搗的時間為20-30秒左右，并以混凝土不再顯著下沉，不出現氣泡，開始泛漿時為準，應提倡采用二次振搗、二次抹面技術，以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。振搗時間不宜過久，太久會出現砂與水泥漿分離，石子下沉，并在混凝土表面形成砂層，影響混凝土質量。分層振搗時振搗器應插入下層混凝土10cm，以加強上下層混凝土的結合。振搗插入前后間距一般為30-50cm，防止漏振。

2.3.2 混凝土養護：對新澆混凝土的早期養護工作尤為重要，應在澆筑完畢后的12h以內對混凝土加以覆蓋并保濕養護。對采用普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土養護時間不得少于7d對摻用緩凝型外加劑或有抗滲要求的混凝土養護時間不得少于14d混凝土養護用水應盡可能與拌制用混凝土用水相同，澆水次數應能保持混凝土處于濕潤狀態。采用塑料布覆蓋養護的混凝土覆蓋要嚴密，并應保持塑料布內有凝結水。對于大體積混凝土，有條件時宜采用蓄水或流水養護，養護時間為14-28天。對于地下結構混凝土，養護時應盡早回填，對減少裂縫有利。

2.3.3 混凝土的降溫和保溫工作：對于厚大體積混凝土，混凝土水化熱升溫時間很短，大約在澆筑后的2-5d，施工時應充分考慮水泥水化熱問題，采取必要的降溫措施（埋設散熱孔、通水排熱等），避免水化熱高峰的集中出現、降低峰值。澆搗成型后，應采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進行養護，以防止由于混凝土內外溫差過大而引起的溫度裂縫。

3 裂縫處理

3.1 一般表面裂縫處理：首先沿裂縫鑿除成深15mm

～20mm、寬150mm～200mm的凹槽，再用鋼絲刷將凹槽內的雜物刷除，再用高壓水槍沖洗凹槽，待凹槽成濕潤狀時刷一層素水泥結合層，然后用1∶2水泥砂漿分2～3層補抹，總厚度控制在10mm～20mm，最后用鐵抹壓密抹光，即可形成剛性防水層，并進行覆蓋，同時灑水養護。

3.2 結構層出現裂縫修補時必須經有關權威部門論證后采取可行的方案進行處理，不得私自進行處理。

參考文獻：

[1]《混凝土機構工程施工質量驗收規范》DB50204-2002.《建筑施工手冊》第四版，縮印版.