混凝土構件裂縫產生原因及預防措施

郭 曉 強

(山西一建集團有限公司，山西 太原　030012)

0　引言

隨著建筑行業的不斷發展，建筑行業的主要建筑材料從磚砌體變為混凝土材料。混凝土材料具有強度高、性能穩定、整體性好等優點而被廣泛推廣應用。混凝土材料的制備工藝從最原始的施工現場攪拌轉變為商品混凝土，代表著混凝土材料性能和強度從不穩定狀態向穩定狀態轉變，從粗放型生產向精細、低污染方向發展，商品混凝土的普及應用又同時推動了建筑行業的發展。商品混凝土在實際應用過程中，也易出現因施工工藝不到位或養護不到位而出現影響混凝土性能或整體性的缺陷，比如蜂窩麻面、爛根、夾渣、孔洞和裂縫等。其中混凝土構件中最常見的缺陷之一是裂縫，裂縫產生的原因有很多，有些是由于單方面因素引起，有些是由于多方面因素引起，不同的影響因素產生的裂縫形式不同。根據多年的施工經驗，在混凝土構件中，極易因各種因素影響而產生裂縫的部位分別為地下室剪力墻構件、樓板構件、梁構件和柱構件，因此本文主要從這幾類構件產生裂縫的原因、危害及防治方面進行分析，從而為其他相關混凝土工程項目提供一定的借鑒和參考。

1　混凝土塑性收縮開裂

混凝土收縮裂縫是混凝土結構中較為常見的裂縫形式，這種裂縫多出現在混凝土構件的表面，裂縫走勢無規律，不規則，這種裂縫在夏季極易出現。

1.1　裂縫產生的原因及危害

混凝土產生塑性收縮裂縫主要是由于混凝土配合比內水泥用量過多、水灰比過大、養護不到位或混凝土表面失水較快所致。混凝土澆筑完成后，混凝土拌合物內的水泥與水發生化合反應，而混凝土失水較快體積減小，導致混凝土表面水泥漿在未達到初凝強度時受到拉應力作用而產生不規則的裂縫。這種裂縫多數為混凝土表面裂縫，因此不影響混凝土構件的承載力，但由于裂縫的存在，間接的削弱了裂縫處鋼筋的保護層厚度，從而對混凝土構件的耐久性有一定的影響。

1.2　裂縫防治措施

1)商品混凝土攪拌站在確定配合比時，應對各材料的用量進行進一步的精確，嚴格控制膠凝材料如水泥、粉煤灰和礦粉的摻量，尤其是對細骨料的用量進行控制。顆粒越小的建筑材料在混凝土拌合物澆筑完成后產生的體積變化越大，從而導致收縮裂縫的數量越多，程度更為嚴重，因此混凝土攪拌站在配合比設計中和進料攪拌時，應嚴格控制各原材料間的比例。

2)混凝土攪拌站應嚴格控制混凝土水灰比，施工單位在澆筑過程中應禁止在泵送的混凝土中加水。混凝土攪拌站控制水灰比可有效降低混凝土收縮裂縫的產生；施工單位在施工過程中，施工人員往往為便于振搗操作，私自在混凝土中加水，從而導致混凝土含水量大幅度增加，增大了混凝土收縮裂縫產生的概率和嚴重程度，嚴重時可導致混凝土出現離析，影響混凝土強度。

3)在混凝土澆筑前，施工單位應將待澆筑的構件模板進行充分潤濕，并且無流動水，避免模板過為干燥而將混凝土拌合物內的水分吸水從而改變與模板交接位置處的混凝土水灰比，或避免模板過為濕潤而影響該位置混凝土拌合物的水灰比，從而降低收縮裂縫產生的概率。

4)混凝土澆筑作業時，應避免在大風或太陽暴曬下施工作業，若不可避免時，應采取一定的防風措施或遮陽措施，避免混凝土拌合物表面失水較快，從而降低收縮裂縫產生的概率。

5)混凝土澆筑完成后應對其進行二次振搗或進行相應的抹壓施工，將混凝土拌合物內的水分重分配，使得水分分部的更為均勻，從而降低混凝土塑形收縮裂縫產生的概率，并減少其產生的數量。

2　混凝土沉降收縮裂縫

混凝土沉降收縮裂縫表現為沿混凝土構件的主筋方向或箍筋方向出現，裂縫深度為實際的鋼筋保護層厚度。這類裂縫多出現在截面較大的梁或一次成型的剪力墻中，裂縫寬度較小。

2.1　裂縫產生的原因及危害

混凝土沉降收縮裂縫產生的原因主要是由于在混凝土振搗后，混凝土拌合物內的粗骨料下沉，空氣和水分上升，粗骨料在下沉過程中受到鋼筋阻礙而產生，這種裂縫不影響構件的承載能力，但對耐久性有一定的影響。

2.2　裂縫防治措施

1)商品混凝土攪拌站在確定配合比時，應對混凝土原材料的性能進行測試，對水灰比進行相應控制，同時還應對混凝土拌合物的坍落度進行測試，在不影響混凝土強度的前提下確保混凝土的流動性。

2)施工單位在澆筑截面高度較大的梁時，如梁高超過800 mm，梁中部和頂部布置的構造筋和腰筋數量較多，此時應降低澆筑速度，盡量使用分層澆筑法進行澆筑。澆筑時在混凝土不產生冷縫的前提下，盡可能的將兩層混凝土澆筑時間間隔1 h～1.5 h，待其穩定后再進行上層混凝土的澆筑。

3　混凝土豎向結構溫度裂縫

混凝土豎向結構溫度裂縫主要出現在地下室剪力墻構件的中部或暗柱的中部，盡管在目前的設計資料和施工現場中均使用后澆帶來避免此類裂縫的產生，但溫度裂縫仍會在后澆帶的中部產生。溫度裂縫產生的機理與收縮裂縫類似，但主要受到的影響因素為外界溫度變化。這類裂縫產生后形成的是通透型裂縫，貫穿剪力墻的截面厚度，且裂縫上下連通。這類裂縫多出現于混凝土構件澆筑后2個～3個月間，裂縫寬度隨著溫差變化而變化。

3.1　裂縫產生的原因及危害

豎向結構溫度裂縫產生原因主要是由于外界溫度變化引起，除此之外還受到多方面因素影響，如在設計時，設計的配筋率盡管滿足豎向承載和地震力作用，但配筋率不能滿足抵抗混凝土溫度變形的要求；計算混凝土配合比時，加入的水化熱較大的膠凝材料(水泥)，水灰比較小，產生的水化熱較大，從而導致混凝土溫度變形開裂；振搗施工時振搗不到位，養護不充分等均會導致溫度裂縫的產生。豎向結構溫度裂縫盡管對構件的承載力影響較小，但對構件的抗滲性和整體性、耐久性均有一定的影響，施工單位在施工時應避免此類裂縫的產生。

3.2　裂縫防治措施

1)在進行澆筑施工時，應考慮混凝土構件內外溫差因素影響，當溫差較大時應暫停施工或采取一定措施降低溫差；在進行養護施工時，應將混凝土構件進行覆蓋、灑水養護，避免混凝土構件表面水分散失較快而產生裂縫。

2)在地下室外剪力墻拆模后應及時驗收，并將其外側回填，減小室內外溫差，避免溫度裂縫產生。

3)在進行冬季施工時，應延長拆模時間，在混凝土構件養護期間應對混凝土構件進行有效的保溫、保濕措施。

4　混凝土受力變形裂縫

混凝土受力變形裂縫主要產生于梁、板構件的中部，這類裂縫一般為貫穿型裂縫。這類裂縫出現在混凝土梁構件上時，表現為沿梁側面與地面呈45°～60°角，這類裂縫不受溫度變化影響；當這類裂縫出現在板構件上時，多出現在沿支模時底部支撐位置或板中位置，裂縫形態呈直線型。

4.1　裂縫產生的原因及危害

這類裂縫產生的原因主要是由于在施工過程中拆模較早引起的，拆模時混凝土還未達到一定強度。在支模時底部支撐設置間距較大，導致底部支撐剛度較小，混凝土構件產生沉降變形；或混凝土未達到制定齡期時，在混凝土構件頂部堆載，從而超過了此時混凝土構件的荷載，最終導致混凝土構件上產生裂縫。這類裂縫對混凝土構件的承載力、耐久性均有一定的影響，施工過程中若出現此類現象，應立即進行相應加固處理。

4.2　裂縫防治措施

1)在進行支模施工時，施工單位應嚴格計算模板上荷載，根據荷載情況和相關施工規范布置豎向支撐，避免因支撐剛度不足而發生彎曲變形，從而影響澆筑施工質量。

2)拆模前，應根據預留混凝土試塊的強度，確定拆模時間，避免混凝土因強度不足而開裂。

3)在進行上層混凝土澆筑施工時，禁止在樓板上進行堆載，避免裂縫的產生。

5　混凝土膨脹變形裂縫

混凝土膨脹變形裂縫產生于混凝土構件的任何部位，這種裂縫主要是由于混凝土材料自身引起。這種裂縫主要出現在水泥水化反應的中期，出現在混凝土構件的表面，外觀呈龜裂狀或者網狀。

5.1　裂縫產生的原因及危害

混凝土膨脹變形裂縫產生的原因主要是由于水泥的安定性引起，水泥中含有大量的游離氧化鈣和氧化鎂等物質，此類物質通過水解后自身體積產生不均勻膨脹變形，當變形量超過混凝土材料的極限抗拉應變時，構件隨機產生裂縫。這類裂縫對混凝土構件的承載力影響較小，但由于水泥質量不合格，導致制作的混凝土質量存在相應的缺陷。

5.2　裂縫防治措施

1)混凝土攪拌站在選用水泥時，應選用質量穩定、合格的水泥，避免使用小水泥廠生產的不合格水泥，采購水泥時應對水泥的合格證進行檢查，并對水泥的安定性進行抽樣檢測，合格后方可進場使用。

2)混凝土原材料進場時，應對原材料的雜質含量進行檢驗，避免在攪拌時易膨脹物質遇水發生膨脹變形，從而影響混凝土質量。

6　結語

本文根據施工經驗得到在澆筑混凝土時，易在混凝土構件上產生的裂縫類型、原因及危害等進行分析，并提出相應的防治措施，從而提高混凝土的澆筑施工質量，確保結構安全。

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