混凝土建筑裂縫的成因和預防措施分析

【摘 要】隨著科學技術水平的發展，建筑工程施工水平也在不斷提高，但是混凝土裂縫卻依然是一個普遍存在的問題，如何預防和解決混凝土裂縫是業界的一大難題。本文著重分析了混凝土裂縫的成因和預防對策。

【關鍵詞】混凝土裂縫；成因；措施

混凝土作為使用范圍最廣泛的建筑材料，廣泛應用在工業與民用建筑。然而，許多混凝土結構在建設與使用過程中出現了不同程度，不同形式的裂縫，這不僅影響建筑物的外觀，更危及建筑物的正常使用和結構的耐久性。因此，裂縫問題倍受人們關注。

1 混凝土裂縫的成因

裂縫產生的形式和種類很多，有設計方面的原因，但更多的是施工過程的各種因素組合產生的，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產生的最有效的途徑。

1.1 混凝土的收縮

收縮是混凝土的一個主要特性，對混凝土的性能有很大影響。由于收縮而產生的微觀裂縫一旦發展，則有可能引起結構物的開裂、變形甚至破壞。混凝土收縮裂縫分為塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和溫度裂縫。

塑性裂縫產生的主要原因為：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。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，環境溫度、風速、相對濕度等等。

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。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫，裂縫呈梭形，其走向與沉陷情況有關，一般沿與地面垂直或呈三十到四十五度角方向發展，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。裂縫寬度寬度0.3-0.4mm ，受溫度變化的影響較小。地基變形穩定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩定。

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。混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產生大量的水化熱。由于混凝士的體積較大，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，混凝士表面就會產生裂縫，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，而產生收縮，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內產生。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。受溫度變化影啊較為明顯，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。

1.2 混凝土材料配合比及養護原因

配合比設計不當直接影響混凝土的抗拉強度，是造成混凝土開裂不可忽視的原因。配合比不當指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當，骨料種類不佳，選用外加劑不當等，這幾個因素是互相關聯的。有關試驗資料顯示：用水量不變時，水泥用量每增加10% ，混凝土收縮增加5% ；水泥用量不變時，用水量每增加10% ，混凝土強度降低20% ，混凝土與鋼筋的粘結力降低10% 。

養護是使混凝土正常硬化的重要手段。養護條件對裂縫的出現有著關鍵的影響。在標準養護條件下，混凝土硬化正常，不會開裂，但只適用于試塊或是工廠的預制件生產，現場施工中不可能擁有這種條件。但是必須注意到，現場混凝土養護越接近標準條件，混凝土開裂可能性就越小。

2 預防措施分析

2.1 降低混凝土入模溫度

通過降低混凝土入模溫度以減少裂縫的常用措施有：降低原材料進入攪拌機的溫度，如夏季可采取如下措施最大限度地降低混凝土的出機溫度；在水箱內加冰塊，降低水溫；粗骨料遮陽防曬，并灑冷水降溫；細骨料遮陽防曬；散裝水泥提前儲備，避免新出廠水泥溫度過高。在夏季 給混凝土運輸車加保溫套或對罐體噴淋冷水降溫，也可以對混凝土泵送管道進行遮陽防曬 。對混凝土澆筑作業面遮陽，減少混凝土能量損失。

2.2 采用二次抹壓技術

混凝土大模振搗 表層刮平一到二小時后，于混凝土初凝前在混凝土表面進行二次抹壓，有助于消除混凝土干縮、沉縮和塑性收縮產生的表面裂縫，增加混

凝土內部密實度。對于二次抹壓的時間必須掌握恰當，過早抹壓將得不到預期效果；過晚抹壓則因混凝土已進入初凝狀態，失去塑性，故消除不了混凝土表面已出現的裂縫。

2.3 混凝土自然養護

對混凝土的自然養護得當同樣可以起到減少裂縫的作用。混凝土表面經過二次抹壓后，應立即覆蓋塑料薄膜，防止表面水分蒸發，確保混凝土處于潮濕狀態下養護，尤其對于摻入UEA膨脹劑的混凝土，其在最初14d內必須進行潮濕養護，方能促使膨脹劑充分發揮膨脹作用.保濕養護時，根據混凝土絕熱溫升計算確定中心最高溫度，并按溫控技術措施確定養護材料及覆蓋厚度和養護時間.

2.4 溫度、收縮裂縫的處理

對于干縮裂縫，可以采取下列方法，一是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; 二是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; 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。冬季施工時要適當延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養護劑養護; 五是在混凝土結構中設置合適的收縮縫。對于早期收縮裂縫的防治，除加強早期養護外，宜在混凝土終凝前進行二次抹壓，在材料上可摻加促凝劑，且宜采用早期強度高，保水性好的普通硅酸鹽水泥。對于干縮裂縫的防治 可以適當延長養護時間，材料上宜選用粉煤灰水泥或中低熱水泥等干縮率小的品種。

對于塑性收縮裂縫，一是選用干縮值較小早期強度較高硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥; 二是嚴格控制水灰比，摻加效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及的用量; 三是澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻透; 四是及時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊 麻片等，持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養護等進行養護; 五是在高溫和大風天氣要設置遮陽和擋風施，及時養護。

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