淺析常見商品混凝土裂縫形成原因及其防治和處理

潘仁愛，梁海區，唐明，李青川

（廣西魚峰混凝土有限公司，廣西　柳州　545008）

淺析常見商品混凝土裂縫形成原因及其防治和處理

潘仁愛，梁海區，唐明，李青川

（廣西魚峰混凝土有限公司，廣西柳州545008）

本文結合混凝土行業的工作經驗，簡要分析了商品混凝土在實際應用中各種裂縫問題產生的原因，并結合工程案例對裂縫形成原因進行分析，提出了一些預防、處理裂縫的方法和建議。

商品混凝土；樓面裂縫；防治及處理

混凝土裂縫是混凝土最為常見的質量問題，也是混凝土行業最為頭痛的問題之一。楊文科先生曾在《現代混凝土科學的問題與研究》一書中提到“三十年前，誰敢說自己施工的混凝土工程有裂縫？今天，誰敢說自己施工的混凝土工程無裂縫？”[1]。由此可見，裂縫問題已經非常普遍，而且有的地區呈現愈演愈烈的態勢。混凝土裂縫一直困擾著現場工程師，嚴重影響著現代商品混凝土的耐久性。根據筆者 5 年混凝土工作經驗，一旦混凝土工程結構出現裂縫，首當其沖的就是負責供應混凝土的商品混凝土企業，不管是施工方，還是業主方，首先就是把責任歸咎于商品混凝土企業，這給商品混凝土企業帶來了惡劣的影響。因此，如何預防混凝土裂縫的出現，成為了混凝土行業技術人員的工作重點。

1　混凝土裂縫的分類

混凝土裂縫主要出現在混凝土凝結和硬化的過程中，大致可分為塑性收縮裂縫、干燥裂縫、溫度裂縫和沉降收縮裂縫[2]。

1.1塑性收縮裂縫

新拌混凝土澆筑后處于塑性狀態發生的收縮。特點是當表面的水份向外蒸發時引起的局部產生應力，當蒸發速率大于泌水速率時，會發生局部的塑性收縮開裂。如果澆筑完混凝土后沒有及時養護，表面水份蒸發過快，會產生急劇收縮，而此時混凝土自身強度很低，不能抵抗這種變形應力從而導致開裂。混凝土塑性收縮裂縫見圖 1。

圖1　混凝土塑性收縮裂縫

1.2干燥收縮裂縫

混凝土凝固過程中多余水份蒸發，同時水泥開始進行水化作用，混凝土逐漸硬化，體積不斷縮小。在收縮過程中表面和內部水化程度不一致而產生自應力，從而導致裂縫的出現，如圖2。

圖2　混凝土收縮裂縫

1.3溫度裂縫

混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎混凝上的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。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，即會出現裂縫。許多混凝土的內部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發生劇烈變化，從而產生溫度裂縫，如圖 3。

圖3　混凝土溫度裂縫

1.4沉降裂縫

由于地基或模板支架不牢，混凝土產生不同程度的沉降，從而出現裂縫，如圖 4。

圖4　混凝土沉降裂縫

2　裂縫形成原因分析

商品混凝土裂縫的產生通常與混凝土本身特性、混凝土原材料的質量、混凝土配合比設計、結構的設計、施工工藝和環境等有關。

2.1混凝土本身特性

當今商品混凝土在工程應用過程中，多采用泵送施工，對混凝土本身流動性要求過高。如在生產時混凝土的水泥用量增加、單位用水量增加、砂率和水灰比變大等因素變化，都會增大混凝土塑性收縮開裂出現的可能性。

2.2原材料質量

現在原材料向高強度化發展，其中水泥生產廠家盲目追求高細度、高早強、高 C3S 和 C3A，導致水化熱過于集中、混凝土的拉壓比降低，從而出現混凝土裂縫[3]。

當前粉煤灰、礦粉等摻合料普遍應用，如摻入過高的比例，不僅增加了構件開裂的風險，而且可能對耐久性帶來嚴重的負面影響。

砂石質量也是影響混凝土產生裂縫的重要因素，其中的有害物質如云母、有機物質、輕物質、含泥量及泥塊含量等，將會消弱水泥的粘結力，形成夾層，造成局部收縮變大，致使混凝土出現“薄弱區”，造成混凝土應力集中，產生開裂。

減水劑使用不當也是混凝土開裂的主要因素。當前，商品混凝土企業為了降低水泥用量，節約生產原材料成本，普遍摻用減水劑。減水劑摻量雖小，卻對新拌混凝土和硬化后的混凝土性能影響很大，主要表現為減水劑的收縮率比控制不穩定，往往導致混凝土開裂。

2.3混凝土配合比

混凝土配合比設計時考慮不全面，存在缺陷，沒有進行動態跟蹤管理；設計材料、試配材料和生產材料質量品級相差較大，生產時常出現用水量波動較大、砂率大等弊病。

2.4施工原因

在施工前，未關注當地氣候或當天天氣情況，惡劣的天氣同樣容易使混凝土產生裂縫，受高溫或大風影響，混凝土表面失水過快，造成混凝土毛細管中產生很大的負壓而使混凝土本身體積急劇收縮，混凝土本身無法抵抗外界應力，從而產生裂縫[4]。

在施工過程中，施工單位為了加快施工速度，對混凝土提出“過大的坍落度要求，過短的凝結時間，過高的早期強度”等相互矛盾的不合理要求。施工不規范，過振、欠振、漏振，鋼筋和線路管固定不準確不牢固，導致施工時鋼筋和線路管變形，很容易產生順筋裂縫。

施工結束后，對混凝土養護不到位或養護時間不夠，以及過早拆模，混凝土強度不夠就進行下一階段的施工，在接觸結構面會產生沖擊，導致裂縫的產生。

3　工程案例與處理方案

3.1案例一

廣西某工程，澆筑時間為 1月份，所澆筑的第三層梁板出現裂縫，工程業主方、監理方、施工方和商品混凝土供應方都極其重視。混凝土設計強度為 C30，對該部位進行鑒定、檢測分析，10d 混凝土回彈強度為 22.6MPa，混凝土強度符合正常齡期強度水平。通過蓄水試驗判斷為非貫穿性裂縫，裂縫寬度最寬為 1mm 左右，最小為 0.5mm，呈上部大下部小的狀態，裂縫深度在 10～40mm 不等，長度在 0.2～1.5m之間。

3.1.1原因分析

現澆梁板施工在 1月份，該地區正處于寒冬季節，早晚溫差較大，中午氣溫在 20℃，夜間溫度僅為 8℃，而且當晚到第二日中午都刮有強勁的北風，氣候干燥導致混凝土失水較快，溫度低導致混凝土早期強度發展緩慢。據現場施工員反映，在施工過程中，該梁板混凝土在泵送中采用車載泵，泵送管道較長，泵機壓力不足，為使混凝土更利于輸送，在運輸罐車卸料時有加水情況，導致泵送至該梁板工作面時，該部位混凝土均勻性較差，出現輕微漿石分離。在施工結束后，也沒有對澆筑梁板進行二次抹面和薄膜覆蓋養護。因此，產生不規則裂縫。

3.1.2處理方案

出現裂縫后，工程業主、監理方、施工方和商品混凝土供應方積極商討處理方案，進行裂縫處理。具體的處理方案如下：

（1）表面龜裂處理。將待處理的混凝土表面清洗干凈，干燥后用細毛刷在表面龜裂紋處反復涂刷環氧樹脂漿液，每隔一定時間（待前一次涂刷稍干）涂刷一次，涂刷厚度直至能蓋住裂紋為止。

（2）對于明顯裂縫，將表面清洗干凈。以裂縫為中心軸線，沿裂縫兩邊 2cm 左右呈 V 字形鑿開，用空壓機沖吹干凈。先用水性環氧樹脂和固化劑按照 1:1 均勻配好（如過于粘稠可略加水稀釋），嵌補于凹槽底部，后用防水微膨脹砂漿抹平壓實，薄膜覆蓋養護。

3.1.3后期跟蹤

對該部位的處理效果進行跟蹤觀察，強度檢測合格，而且沒有出現漏水、處理部位沿新（舊）裂縫邊緣發展以及水泥漿面剝落等現象，處理達到預期效果，處理效果如圖 5。圖 5 分別為裂縫處理前、處理過程中和處理后的效果。

圖5　裂縫處理前后效果對比

3.2案例二

某工程，設計三層辦公樓，強度為 C25，裂縫出現在頂層。對該層進行鑒定、檢測分析，15d 混凝土回彈強度為26MPa 左右，混凝土強度符合正常齡期發展，混凝土結構沒有問題。200 平方米的樓面，共有 4 條 0.5～1.8m 不等長度裂縫，拆模后，從下面觀察樓面出現滲水現象，其中 3 條為貫穿性裂縫。

3.2.1原因分析

施工時間為 9月份，氣溫高而且干燥，混凝土失水較快、反應快，沒有進行多次抹面而且沒有采取養護措施，使得混凝土內部和外部溫差大，溫度應力產生，屬于典型的溫度裂縫。

3.2.2處理方案

由于屬于頂層貫穿性裂縫，首先在整個 200m2的樓頂面清掃干凈，再鋪上Φ4mm×150mm×150mm 鋼絲網，然后在上面澆筑 4～5mm 厚的細石防水微膨脹混凝土，收面養護好，28d 齡期過后，最后在上面做防水處理即可。

3.2.3后期跟蹤

該工程已經投入使用兩年半，目前沒有出現混凝土脫落、漏水和滲水等現象，處理效果良好，但該部位我們仍將繼續跟蹤觀察。處理前后對比如圖 6。

圖6　裂縫處理前后對比

3.3案例三

某工程，設計 18 層住宅樓，梁板強度為 C25，該棟樓分為 4 個單元，屬于三房兩廳兩衛戶型，在第 12 層的一個以四條梁為四邊的格子內，出現無肉眼裂縫但滲水的現象，面積約為 20m2。對該層進行鑒定、檢測分析，其他部位的混凝土強度正常，但該部位強度偏低，而且出現漏砂眼現象，滲水較為嚴重。

3.3.1原因分析

使用地泵作為輸送設備，在進行混凝土泵送之前，先用水和砂漿潤泵。據現場工人反映，潤泵水和砂漿的混合物料沒有用塔吊清走，而直接澆筑到該部位，使得混凝土與大量的潤泵水混合，造成初始的 2～3m3混凝土因攪入過多的水而使強度偏低，屬于嚴重違反施工規范的行為。

3.3.2處理方案

由于該混凝土已經混入過量水份，水灰比已經被改變，強度變低是不可逆的。而且屬于小高層民房，出于安全和質量考慮，將該部位砸掉，邊緣鑿毛，重新支模，澆筑 C30 微膨脹混凝土。圖 7 為滲漏處理圖。

圖7　滲漏處理

3.3.3后期跟蹤

養護達到 28d 齡期后，對該部位進行技術鑒定，完全達到預計要求。

4　混凝土裂縫預防措施

對混凝土裂縫的修補相當于亡羊補牢，修補之后對混凝土耐久性的影響有待商榷，因此，各方應該加以重視。可喜的是混凝土裂縫是可以預防的，就是在混凝土澆筑前、澆筑過程中和澆筑結束后應該按照規范操作。

4.1配合比方面

選擇質優、穩定的，大廠家生產的水泥，避免使用溫度過高的水泥[5]，嚴禁使用安定性不合格的水泥；在選擇礦物摻合料時，粒化高爐渣、粉煤灰應符合相應的國家標準，并在使用前做好各項技術指標的檢測工作，控制好一種或兩種摻合料的搭配比例；粗細骨料的質量，尤其是含泥量必須在控制范圍內，此外粗細骨料的級配組合也應當合理；商品混凝土所使用的減水劑 28d 收縮率比不大于 120%；控制好混凝土的終凝時間適當降低砂率；針對板面混凝土，可適當增加混凝土的泌水量。

4.2施工方面

施工前因了解當地天氣情況，避免在施工過程中遇到惡劣天氣；澆筑前，應當多次檢查模板、鋼筋、線路管等是否按規定規范做好，澆筑混凝土前對模板進行充分的潤濕，避免模板過干導致混凝土底部失水；施工過程中，嚴禁加水進行二次攪拌，對坍落度不滿足施工要求的必須退還廠家處理，施工時避免過振、漏振、失振；在混凝土硬化前應當做好對混凝土進行多次抹面和收漿，特別是初凝到終凝之間，混凝土表面可能產生收縮裂縫，此時進行壓面，可以很好的預防混凝土裂縫。同時新澆筑的混凝土不宜過早拆模，混凝土澆筑早期，由于水化熱散發的峰值一般在 3d 以內出現，混凝土會產生表面會產生很大的拉應力，此時表面溫度亦高于環境溫度，若此時拆除模板，表面溫度驟減，必然會產生溫度梯度，表面附加的拉應力、水化熱應力和混凝土干縮產生的應力，三力值疊加，很容易造成早期裂縫。當混凝土澆筑過程中突降中大暴雨且持續時間較長，應立即將已入模混凝土覆蓋好并設置施工縫[6]，施工縫位置應滿足設計要求GB 50204—2011《混凝土結構工程施工質量驗收規范》。

4.3養護方面

混凝土抹面壓實后要及時覆蓋，終凝后進行養護，保證混凝土濕度。對于梁板等水平構件采用覆蓋或者澆水養護，使混凝土在一定時間內保持水化作用所需要的適當溫度和濕度條件；對于混凝土柱體采用薄膜布養護，用薄膜布把混凝土表面敞露的部分全部嚴密地覆蓋起來，保證混凝土在不失水的情況下得到充足的養護；對于墻體混凝土采用薄膜養生液養護，薄膜養生液養護是將可成膜的溶液噴灑在混凝土表面上，溶液揮發后在混凝土表面結成一層薄膜，使混凝土表面與空氣隔絕，封閉混凝土中的水份不再被蒸發，而完成水化作用。另外，在冬季做好混凝土的保溫養護。

5　結束語

混凝土裂縫受原材料、施工工藝以及后期養護等諸多影響因素的影響。混凝土的很多裂縫，是因為各方的重視不夠而造成的。對裂縫的預防不足，加上現場監管不嚴格，很多裂縫出現之后才想辦法處理是混凝土行業長期以來的弊病。商品混凝土作為一種商品形式提供給施工方時僅僅是半成品，要避免混凝土裂縫的產生，除了混凝土供應商在原材料上嚴格控制、配合比合理優化，還需要施工方，尤其是現場施工技術人員的配合，現場的施工操作必須規范化。只要做好有效的預防工作，才能更好地防止裂縫的產生。

[1] 楊文科．現代混凝土科學的問題與研究[M]．北京：清華大學出版社，2012．

[2] 周忠．預拌混凝土早期裂縫施工現場的控制[J]．商品混凝土，2011(9)：76-77．

[3] 陳榮．淺談預拌混凝土現澆樓板裂縫問題[J]．商品混凝土，2011(4)：69-70．

[4] 周英甫．某現澆混凝土樓板裂縫淺析[J]．商品混凝土，2012(12)：11-12．

[5] 陳小峰．泵送混凝土現澆樓板裂縫預防措施[J]．商品混凝土，2011(4)：71-72．

[6] 馬安，仲懷寶，李大周．混凝土施工引起的開裂與對策[J]．商品混凝土，2012(12)：8-9．

［通訊地址］廣西柳州市柳南區柳太路 62 號（545008）

潘仁愛，男，本科材料化學專業，助理工程師，廣西魚峰混凝土有限公司試驗室主管。