在施工過程中混凝土裂縫的成因和控制措施

（杭州鵬盛建設有限公司，杭州，三墩鎮，310030）

【摘要】根據現代預拌混凝土的特點以及使用的普及，使得其與傳統混凝土相比，裂縫產生的可能性大大增加，結合工程實踐經驗，提出現代混凝土施工中的六大問題弊端，要求混凝土施工人員轉變傳統施工理念，并指出在施工中控制混凝土裂縫的實際措施。

【關鍵詞】預拌混凝土；特殊性；轉變理念；施工中；控制裂縫措施

0 前言

近年來，隨國內城市化基礎設施建設加快，商品住宅的飛速發展，混凝土運用量也是逐年突飛猛增，隨之而來的混凝土種種質量問題頻頻出現，而在施工中出現的混凝土裂縫問題則讓施工單位、預拌混凝土站、建設單位、用戶單位等各方為之頭痛；雖然現行結構設計規范允許結構帶裂縫工作，而且從對混凝土強度理論進行亞微觀的經驗來看，也都說明混凝土結構的裂縫是不可避免的，但由于混凝土裂縫的存在和發展，特別是寬度比較大的裂縫存在，通常會使混凝土內部的鋼筋等材料在很短時間內產生腐蝕，從而降低鋼筋混凝土構件的承載能力、耐久性及抗滲能力，并影響建筑物的外觀和使用壽命，嚴重者還會威脅到結構安全。因此，對于混凝土裂縫，我們很有必要從各個方面來進行有效的預防和控制，使其裂縫寬度和數量盡量限制在允許的范圍內或者更少，從而保障現澆混凝土結構的安全性不受影響。

1 混凝土裂縫的成因分類

混凝土的裂縫根據力學角度成因可分為非荷載和荷載裂縫兩大類。非載荷裂縫主要是混凝土材料組成，力學性能，構件內部溫度、濕度的梯度分布等影響因素導致混凝土受到內約束和外約束作用，使混凝土中產生大量“微觀裂縫”，或者“微觀裂縫”將不斷發展為“宏觀裂縫”后而所成，混凝土的非荷載收縮裂縫，大致有以下七大類裂縫：①、干燥收縮裂縫 ②、塑性收縮裂縫 ③、溫差收縮裂縫 ④、化學收縮裂縫 ⑤、自收縮裂縫 ⑥、碳化收縮裂縫 ⑦、沉降收縮裂縫；而混凝土的載荷裂縫主要是由于結構物受到外荷載作用，導致混凝土內部產生的拉應力超過混凝土的極限抗拉強度，使混凝土產生的裂縫。按其荷載的性質分為①、彎曲裂縫 ②、剪切裂縫 ③、扭轉裂縫

2 施工中混凝土產生裂縫的原因及控制措施

根據混凝土裂縫的成因分析，以及多年研究經驗，在施工方面，混凝土裂縫產生受其施工影響的因素很多，很雜，其需要靠施工過程中多方配合； 究其具體的成因主要有以下幾方面：

2.1 澆筑過程中，混凝土入泵時，加水現象嚴重

國情決定，施工單位的工人整體素質不高，質量意識不強；在混凝土澆筑過程中，由于一些鋼筋設計比較密的結構部位（如柱、梁、剪力墻等），工人貪圖省事，施工方便，總希望混凝土的坍落度能和水一樣流，用工具簡單擺弄幾下就能澆筑到位，而毫無顧忌地往混凝土內加 “生水”，之所以稱之為“生水”，主要是此時加入的水，是沒有經過充分攪拌，不能均勻的分布于混凝土的內部，只是局部增加混凝土的坍落度，從而引起水灰比改變，甚至引起混凝土局部的離析；如此的混凝土澆筑到結構部位，一者，強度顯然得不到保證；二者，因為預拌混凝土的砂率高的特性，并且它還摻有如粉煤灰等一些礦物外加劑，這都大大提高了混凝土的細、粉料的比例，由于細、粉料在混凝土組成內的相對比重小，如上所述的混凝土，則和易性，包裹性等變差到完全失去，澆筑到結構部位只要稍微的振搗，就會出現粗骨料下沉，細集料上浮的嚴重分層現象，特別是面積大而厚度薄的樓板部位，往往出現樓板表面一層厚厚的砂漿，并且表面游離出一層自由水，嚴重改變了此部位的水灰比。曾經發現12公分厚的樓板，居然有5公分厚的砂漿層。這部分的砂漿層容易開裂的特性就顯現出來，當砂漿層開始凝結時，砂漿形成的強度非常低，不足以抵抗砂漿自身材料特性的塑性收縮，就產生了塑性收縮裂縫，有的甚至于貫穿整個樓板。

控制措施：

需要施工單位加強澆筑混凝土時的質量管理的力度。對施工工人進行培訓，加強質量意識，進行詳細的混凝土澆筑前的質量技術交底，并指定施工單位管理人員由專人進行現場監督，一經發現現場加水，進行必要的經濟處罰。從而在源頭上進行制止，杜絕此類現象發生，確?；炷恋默F場澆筑質量。

2.2 混凝土的澆筑施工工藝不合理，振搗過程出現漏振、少振、過振，造成人為的施工縫，不能引起足夠重視，及時的處理。

由于采用預拌混凝土，輸送采用輸送泵，機械化程度高，澆筑到結構部位的速度比較快，輸送量大。如果現場澆筑工人配備不足，或工人責任心不高，輸送到結構部位的混凝土振搗過程順序雜亂無章，出現極不均勻的情況，使得局部的混凝土，出現漏振、少振、過振的現象。對于漏振、少振的混凝土部位，硬化后出現蜂窩麻面空隙大，不密實，外部空氣很容易進入混凝土內部，引起混凝土表層碳化很厲害，出現碳化收縮裂縫；并且日積月累，嚴重腐蝕鋼筋后而出現裂縫，影響混凝土結構安全性能。對于過振的混凝土，就類似于第一點說提到的，預拌混凝土坍落度大，過振就加速混凝土的粗細集料的分層現象，結構物表層都是砂漿層，而出現塑性收縮裂縫。對于澆筑結構物面積大，澆筑方量多時（如大基礎底板、頂板，大面積廠房的樓面），沒有混凝土澆筑施工技術組織設計，澆搗順序錯亂，特別是夏天，氣溫高，混凝土在陽光下暴曬，凝結時間大大縮短，新的混凝土不能在終凝硬化之前及時補充結合，并且在繼續澆筑這部分混凝土時，又不采取有效的措施處理后再行施工，從而留下施工縫，影響結構的完整性、安全使用性。

控制措施：

現場技術管理人員制定一份具體切實可行的混凝土澆筑施工技術組織設計，對混凝土施工時進行振搗的工人進行培訓，技術施工交底。對于面積大、澆筑方量多的結構物，澆筑前，根據天氣，掌握必要的信息資料，合理布置澆筑順序、時間，，保持澆筑混凝土的連續整體、完整性；每次澆筑都派專門負責人現場監督指導施工。

2.3 混凝土澆筑后，對混凝土收面抹面，以及養護方法、養護時間的控制不當，存在誤區。

預拌混凝土與現場自拌混凝土的不同所致，而施工單位還停留在自拌混凝土的范疇里。這點對于預拌混凝土及其重要，控制好可以大大減少混凝土裂縫的產生。

目前施工單位通常是在澆筑振搗好后進行抹平，終凝前抹壓1次，終凝后再灑水養護；其實在初凝后至終凝前約2h內，混凝土在烈日炎炎之下，混凝土表面從初凝開始已出現裂縫，在終凝前抹壓，混凝土表面已有硬度。在人工抹壓時，由于混凝土面積較大，而人的體力有限，對已產生裂縫的壓合效果，不是很理想。灑水養護并不能彌合裂縫，只能使裂縫寬度和數量不再增加。錢曉倩教授在混凝土結構非荷載裂縫控制文章中闡明：如果新拌混凝土表面泌水層的蒸發速率超過泌水速率，塑性收縮可能快速發展，導致開裂。研究表明：首條裂縫通常出現在泌水膜消失后0.5~2小時左右。養護對防治混凝土結構的非荷載裂縫起著關鍵作用，判斷養護是否良好的標準是：首先，必須有效控制混凝土表面水分蒸發速率；其次，必須在初凝之前開始養護。所以我們等不到混凝土表面發白，表面潮濕并不是無須養護的理由所在。

控制措施：

在施工中混凝土初凝前，表面即覆蓋塑料薄膜，則可事半功倍；混凝土覆蓋后，膜內凝結的水珠表明水分沒有散失，可以使混凝土表面始終保持潤濕，表層不會失水，內部的水份也不會因毛細管的作用還游離到表面，使內外混凝土充分得進行水化，起到很好的養護效果，大大的減少裂縫產生的幾率。筆者在工程實踐中，要求工人進行澆筑好抹光后，即覆蓋塑料薄膜養護，證明確實收到很大的效果。

王鐵夢教授在混凝土收縮裂縫十八個主要因素的文章中也寫到：“早期養護時間越早，越長（7d-14d）收縮越小，保濕養護避免劇烈干燥，能有效地降低收縮應力，樓板澆筑后立即抹光，覆蓋塑料薄膜，加強潮濕養護，對控制室裂縫很有益處”。在工程實踐中，這段文字，實在是至理名言。

2.4 特殊大體積混凝土，施工技術人員缺乏相應的混凝土施工技術經驗，不能采用合理有效的措施，進行溫差收縮裂縫的預防。

大體積混凝土多發生溫差收縮裂縫。由于該結構混凝土體積較大，水泥水化時都會放出大量的熱量，內部的溫升在2 - 3d 可達到最高溫度，持續一段時間后才開始緩慢降溫，約需21d 以后，才降溫至與大氣溫度相同?；炷猎谠缙诳焖偕郎仉A段，總體上處于熱脹狀態，此時混凝土剛從塑態逐漸凝結硬化變為固態，其塑性變形相對較大，因此產生超強度拉應力的可能性較小，一般不會引起混凝土裂縫。在降溫階段，混凝土從熱脹的最大變形點開始降溫收縮，而此時混凝土的彈性模量也已增大，故降溫收縮會產生一定的拉應力，當該拉應力超過混凝土此時所具有的抗拉強度，就產生裂縫。因此，大體積混凝土在降溫階段較易產生裂縫，應是預防的重點。

控制措施：

2.4.1 作為施工單位，首先，對澆筑大體積混凝土要引起足夠的重視，在澆筑之前，有充分掌握大體積混凝土澆筑防裂縫技術，有一套完善的澆筑方案，并會同預拌混凝土交流，在混凝土出廠前內在選料、配料上及出廠溫度上解決降低產生水化熱的可能性。

2.4.2 大體積混凝土的厚度尺寸大，方量多，混凝土澆筑之前，需預先埋設冷卻管，溫度監控裝置，能有效的對混凝土內部溫度進行監控，是降低混凝土內外溫差的有效手段。澆注混凝土要求入模時對模板進行灑水冷卻降溫，分層澆注，分層流水振搗，同時要保證上層混凝土在下層初凝前結合緊密。避免縱向施工縫、提高結構整體性和抗剪性能。

2.4.3 混凝土的拆模與養護：無論是夏天、還是冬天，對澆筑后的混凝土則嚴格控制溫差，盡量推遲拆模時間，用薄膜再在上面加麻袋等覆蓋混凝土表面進行保溫、保濕養護，嚴密監控混凝土溫度，杜絕內外溫差超過25℃，而產生溫度收縮裂縫。拆模時間則要求混凝土強度達到75%以上，表面降溫9℃以內，方可允許拆模。

2.5 施工進度過急。

澆筑好后，在混凝土的強度還沒有達到要求值，甚至剛剛初凝，終凝都還沒有結束，踩踏上去都還能陷進去，特別是體積大而厚度較薄的房屋樓板，就在其上面施工作業，放樣，吊放重物、模板、鋼管支架，因混凝土是脆性材料，混凝土形成的強度不足以抵抗外來重物的重壓，容易破壞斷裂產生載荷裂縫，嚴重的貫穿整個混凝土層，給結構物的結構安全性，長期耐久性產生嚴重的后果。

控制措施：

對于這種情況的裂縫，施工項目部合理安排工程時間、進度，提前壓縮工程的前期工作，盡量放寬延長主體施工時間。加強工人責任心，施工技術人員隨時巡查監督，有效控制澆筑好后在上面作業時間，要求在混凝土強度形成還不能達到要求值時，一般要求樓板混凝土強度未達到1.2MPa前，堅決不能讓施工工人在上面施工作業。

2.6 對混凝土有結構裂縫設計的構件部位不能引起重視。

施工中構造工程不能確保裂縫控制措施能按照設計方案得以實施，在整個施工過程中裂縫控制的構造鋼筋設置、錨固長度規定、構造縫以及后澆帶的設置，不能按照設計要求定位、布放，澆搗混凝土時，因施工工程中的踩踏、振搗棒的直接接觸而錯位，失去裂縫控制的作用。對構造縫以及后澆帶的設計位置和尺寸，隨意變更。對于設計中未注明的孔洞，所產生的裂縫沒引起重視。

控制措施：

2.6.1 加強施工管理和監督，確保構造工程裂縫控制措施能按照設計方案得以實施。裂縫控制的構造鋼筋設置、錨固長度規定、構造縫以及后澆帶的設置，按照設計要求定位、布放。

2.6.2 澆搗混凝土時，構造鋼筋因施工工程中的踩踏、振搗棒的直接接觸而錯位，及時恢復尺寸位置。

2.6.3 加強對構造縫以及后澆帶的設計位置和尺寸的控制，不得隨意變更。

2.6.4 對于設計中未注明的孔洞，應在孔的兩側配置附加鋼筋和鋼絲網片，防止局部應力集中導致的開裂。

3 結論

在施工中所有控制混凝土裂縫都借助于施工管理得以實施，施工管理是裂縫施工控制措施取得效果的關鍵，也是其重要的一部分。為保證達到預期的效果，施工之前，必須對整個工程中采用的裂縫施工控制措施有全面的了解，并制定周密的實施方案，確定關鍵環節。所有措施必須進行詳細的技術交底，并指派專人進行專項負責。整個施工過程要進行連續的監督、控制，并根據工程進展的實際情況作出及時調整，才能在施工中得以有效的控制混凝土裂縫。

參考文獻

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作者簡介：

章貽剛（1978-），男，浙江臨安人，現任杭州鵬盛建設有限公司助理工程師，主要從事工程質量現場管理工作。