混凝土裂縫及預防措施探討

【摘要】混凝土工程在現(xiàn)在工程建設中占重要地位。混凝土的裂縫較為普遍，盡管我們在施工現(xiàn)場中采取各種措施，小心謹慎，但裂縫依然出現(xiàn)。本文對工程施工中混凝土裂縫的成因和處理措施做一探討。

【關(guān)鍵詞】混凝土；裂縫；預防措施

混凝土裂縫在建筑工程中是經(jīng)常遇見的現(xiàn)象，一直是建筑工程中的一個質(zhì)量通病，從近代科學關(guān)于混凝土工作的研究及大量的混凝土工程實踐證明，混凝土裂縫是不可避免的，因為混凝土是多種材料組成的一種混合體，且又是一種脆性材料，在受到溫度、壓力和外力的作用下，都有出現(xiàn)裂縫的可能性。怎樣預防和控制混凝土的裂縫，把混凝土裂縫控制在最小范圍內(nèi)，這對混凝土工程的施工，特別是各類工程中混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及混凝土的耐久性具有非常重要的意義。

一、混凝土工程中常見裂縫的種類

1、干縮裂縫

干縮裂縫通常在混凝土澆筑后一周左右或混凝土養(yǎng)護結(jié)束后的一段時間出現(xiàn)。混凝土中多余水分蒸發(fā)，體積隨溫度變化而產(chǎn)生的收縮是不可逆的。混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同，表面游離水分蒸發(fā)較快體積收縮大，而內(nèi)部收縮小，會產(chǎn)生較大的拉應力而產(chǎn)生裂縫。同時，構(gòu)件長期露天堆放，表面溫度濕度經(jīng)常劇烈變化也會產(chǎn)生干縮裂縫。

2、塑性裂縫

塑性裂縫是指混凝土尚未硬化而處于塑性階段，由于表面失水較快而產(chǎn)生的。這種裂縫在工程中很普遍。一般在干熱或大風的天氣，在混凝土表面出現(xiàn)，形狀很不規(guī)則，互不連貫，長短不等，類似干燥的泥漿面，通常稱為龜裂。使用收縮率較大的水泥，水泥用量過大，混凝土澆筑前沒有澆水潤濕，澆筑后沒有認真養(yǎng)護等都對混凝土塑性收縮有影響。其產(chǎn)生的原因主要為，混凝土在強度很小的情況下，受到高溫或大風的影響，混凝土表面失水過快，水泥石毛細管中產(chǎn)生較大的負壓造成混凝土體積急劇收縮。而混凝土因強度低而無法抵抗收縮，因此造成了塑性收縮。

3、溫度裂縫

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或環(huán)境溫差變化較大的混凝土結(jié)構(gòu)中。鋼筋混凝土梁、板等構(gòu)件澆注后的硬化過程中，隨著溫度的變化都會產(chǎn)生脹縮變形，當溫差引起的變形受到約束時，使較薄弱的混凝土構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生應力集中，因混凝土抗拉能力很低，產(chǎn)生的拉應力超過混凝土的實際抗拉能力時，便會出現(xiàn)裂縫，特別是在施工中后期。

4、沉陷裂縫

沉陷裂縫主要與結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟或回填土不實以及浸水等情況有關(guān)。構(gòu)件模板剛度、強度不足，支撐間距過大或底部松動、過早拆模等也常導致不均勻沉降裂縫的出現(xiàn)。這類裂縫大部分為深進或貫穿性裂縫，上下部都有，一般與基層垂直或呈30～45度角方向發(fā)展。裂縫寬度與不均勻沉降量成比例，而受溫度變化影響較小。

二、混凝土裂縫的原因

混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性以及結(jié)構(gòu)的不合理、原材料的不合格、模板變形、基礎不均勻沉降等等。具體分析如下：

1、溫度的原因

新澆筑的混凝土當它還未達到充分的強度時，如濕度低，遭遇干燥，使混凝土中多余水分過早蒸發(fā)，就會產(chǎn)生很大的收縮變形，出現(xiàn)干裂，從而影響混凝土的整體性和耐久性。混凝土硬化期間放出大量的水和熱，內(nèi)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，即出現(xiàn)了裂縫。

2、施工材料的原因

混凝土是由骨料和水泥石組成的。正是由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的非均勻性以及水泥石中凝膠體的特殊性能，造成了混凝土變形性能的復雜性。如養(yǎng)護不周、時干時濕、原材料的不均勻、水灰比不穩(wěn)定，及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象等。同時，在同一塊混凝土中，其抗拉強度是不均勻的，存在著許多抗拉能力的低點，這些點易于出現(xiàn)裂縫。

水泥品種的原因，不同種類和不同用量的水泥拌制的砂漿收縮性變化很大。當水灰比不變時，水泥用量越多混凝土收縮率越大，減少水泥量對改善收縮、提高混凝土的抗裂性比較有效，但必須保證混凝土的設計強度滿足要求。水泥強度等級也影響混凝土的收縮，水表面張力越小，混凝土的收縮值也越小，因此水質(zhì)必須符合標準要求。混凝土中水的蒸發(fā)引起混凝土的收縮，水灰比越大水泥漿越稀，收縮率越大，開裂的可能性也越大。因此可用減少用水量的方法來防止開裂。

粗細骨料含泥量過大、骨料顆粒配比不良都會造成混凝土收縮增大，誘導裂縫的發(fā)生。骨料的粒徑、密度、彈性大小則在一定程度上可以減少混凝土的收縮。此外，混凝土外加劑、摻料選擇不當也會嚴重增加混凝土收縮。

3、施工及養(yǎng)護的原因

混凝土拌制、運輸和澆筑應按照規(guī)定的標準進行，混凝土攪拌的均勻性、運輸?shù)臅r間長短、澆筑的順序等都有可能改變混凝土的質(zhì)量，引起澆筑后混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的裂縫。現(xiàn)場振搗混凝土時，振搗不當如漏振、過振等，會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導裂縫的發(fā)生。大體積混凝土構(gòu)件澆筑后，抹面的次數(shù)和保溫工作不到位，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。混凝土養(yǎng)護的目的是為了保證混凝土的正常凝結(jié)、硬化。混凝土養(yǎng)護時間過短，保持的濕度過低都會使得混凝土收縮變大，引起收縮裂縫。

三、混凝土裂縫的預防措施

1、溫度控制

（1）控制溫差。混凝土的收縮裂縫起因于混凝土自由收縮變形受到抑制和阻礙而產(chǎn)生拉裂。通過以往有關(guān)實驗得知，預防混凝土的收縮裂縫最為現(xiàn)實亦最有效的手段是控制混凝土的溫降幅度。混凝土溫降幅度是混凝土最高溫度與環(huán)境溫度（或混凝土表面溫度）之差，而最高溫度由混凝土澆筑溫度和混凝土溫降幅度合成，所以混凝土工程溫控主要是控制溫降幅度和混凝土澆筑溫度。

（2）控制致裂溫度。混凝土工程，特別是大體積混凝土工程，大多是通過控制混凝土溫度來預防裂縫。致裂溫度可綜合反映混凝土發(fā)熱量、熱脹系數(shù)、抗拉強度等，比溫差更具有現(xiàn)實意義，所以通過測定各種混凝土的致裂溫度，就可以對混凝土的材料（水泥、骨料、摻料）、配比、澆筑溫度等進行優(yōu)選或加以調(diào)整，以獲取更好的防裂效果。

2、提高混凝土施工質(zhì)量

（1）混凝土攪拌配料要嚴格按照施工配比投料，要根據(jù)現(xiàn)場砂石料含水率調(diào)整水的用量，確保設計混凝土的水灰比值，使混凝土收縮值穩(wěn)定，控制收縮裂縫。

（2）為了防止混凝土產(chǎn)生裂縫，一是在配制混凝土時嚴格控制水灰比和水泥用量；二要在混凝土澆注后及時用潮濕材料覆蓋，防止強風和烈日暴曬，尤其在炎熱季節(jié)施工時，應澆完一段，養(yǎng)護一段。

（3）及時切縫很重要。實踐證明，適當?shù)那锌p時間對保證混凝土的整體質(zhì)量有很大關(guān)系，切縫遲了，由于大面積混凝土約束會出現(xiàn)裂縫，擴展后形成斷板。一般混凝土的切縫時間是在拆模后12h左右。

（4）添加適當?shù)耐饧觿Ｒ话銇碚f，加減水劑可以減少混凝土的用水量，降低水分蒸發(fā)速度，減少混凝土的收縮值。

（5）涂脫模劑，使混凝土與模板之間形成一層薄膜，減少混凝土與模板間的粘結(jié)作用，這樣不易產(chǎn)生裂縫，也便于拆模。另外，在澆注混凝土時，要將基層和模板澆水濕透，避免吸收混凝土中的水分。

綜上，雖然混凝土工程裂縫產(chǎn)生原因具有多元性和不定性，裂縫形成的機理表現(xiàn)非常復雜，發(fā)生部位又隨機多變，目前對工程混凝土變形及產(chǎn)生的原因了解和認識還相當不夠，但是隨著科技的發(fā)展，這一重要課題一定能夠得到有效的解決，至少混凝土裂縫問題的預防和控制措施能夠在實踐中得到豐富和完善，這對于我國目前日益增多的混凝土工程來說，有著非常重要的現(xiàn)實意義。