混凝土裂縫產生的原因及控制淺析

鄒鑫

摘 要：在建筑工程中混凝土構件容易產生裂縫，本文結合工程經驗，從設計、材料、施工等幾個方面分析裂縫產生的原因并提出防治措施，供技術人員參考。

關鍵詞：混凝土裂縫;原因;控制

由于混凝土的組成及脆性特征，導致其抗裂性能差，抗拉強度僅為抗壓強度的1/10左右，在施工過程中，裂縫的產生不可能完全避免，只要裂縫的數量、形狀及發展趨勢不會影響建筑物的受力及表面感觀，就可以不進行處理。如果裂縫的發展有可能對建筑物的整體受力造成嚴重影響，或建筑物表面裂縫影響了人們的感觀舒適度，給人造成危險感，那就有必要對裂縫進行控制和治理。目前，不同規范對建筑物所要求的耐久性、美觀度不同，對需要處理的裂縫規定也有所不同。以下從幾方面對混凝土裂縫產生的原因和防治措施進行論述，供技術人員參考。

1 裂縫產生的原因和特征

1.1 設計不當產生的裂縫

為追求建筑物的外觀樣式，建筑物表面存在過多凹凸角，產生的凹角應力集中導致出現裂縫。一些超長建筑物，很易出現伸縮裂縫。此外，因設計的承重板件厚度太小，剛度減弱，板中受拉鋼筋和受壓混凝土應力增大，致使板件出現穿透性裂縫。

1.2 混凝土材料使用不當產生的裂縫

1）使用導致混凝土收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥及水泥標號低或水灰比高均易產生裂縫。此外，在施工過程中，將不同廠家的水泥混用，都是產生裂縫的重要因素。

2）混凝土中粗骨料的用量大，針片狀石子含量高，會造成混凝土內部孔隙增多。細骨料的粒徑及含泥量超標，夏季施工時骨料溫度偏高，到達施工面上的混凝土質量得不到保證，從而使混凝土出現裂縫。此外，不同集料對混凝土的收縮有不同影響。

3）混凝土出現離析、泌水等不良現象，造成混凝土各種組份分布不均勻，水化反應差異性大，混凝土整體強度低，容易產生裂縫。另外，混凝土中大量加入粉煤灰以減少水泥用量，此時混凝土強度不足以抵抗早期的內部拉應力而出現裂縫。

1.3 施工過程容易產生的裂縫

1）混凝土鋼筋保護層較小、混凝土坍落度較大以及混凝土表面收漿不好，易產生沉淀裂縫。外觀表現為沿鋼筋縱向出現條狀規則裂縫，在預埋件正上方以預埋件為中心出現輻射狀裂縫，裂縫部位略高于周圍混凝土表面。

2）塑性收縮是由于混凝土澆筑完畢后養護不及時造成的，在混凝土表面形成伸向四面八方的裂縫。塑性收縮所產生的量級很大，可達1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。

3）干縮裂縫發生在塑性收縮之后。在干縮過程中，混凝土遇到如鋼筋或其他預埋件的約束，在混凝土內部產生的拉應力超過混凝土抗拉強度時就會產生裂縫。在配筋率較大（超過3%）的構件中，鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現龜裂。另外，骨料的大小和級配對干縮也有影響，如使用偏細砂時，會使混凝土收縮值增大。一般來說，水泥用量越多、構件尺寸越小或越薄、空氣濕度越小，干縮量則越大。干縮的特征是表面開裂，走向為縱橫交錯，沒有一定的規律，裂縫寬度和長度都很小。

4）由于水泥水化產生的熱量不均勻或環境的溫度變化，或兩者的共同作用，使混凝土內外產生溫差，導致混凝土體積的變化，當體積變化引起的拉伸應變超過混凝土的極限拉伸時，混凝土將會開裂。

5）在混凝土內部的一些危害性化學反應也可導致混凝土產生裂縫。如水泥熟料存在較多游離氧化鈣，當混凝土已凝結硬化，而其中的氧化鈣繼續水化產生體積膨脹，就可以導致在混凝土表面出現龜裂等。另外，混凝土集料中的活性材料與水泥中的堿產生化學反應，生成遇水膨脹的凝膠體，也會造成混凝土結構破壞。

6）由于混凝土保護層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞;鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫。

7）施工方法不規范會導致混凝土產生裂縫。

2 預防裂縫產生的控制措施

針對上述裂縫產生的原因分析，可采取以下幾項措施進行控制：

1）設計部門應明確建筑物的安全第一的宗旨，在保證安全的前提下對建筑物的實用性、裝飾性進行改進，不可片面追求建筑物的經濟性和裝飾效果。

2）選用收縮性較低的水泥，合理搭配水泥強度等級與混凝土強度等級之間關系。一般情況下，水泥強度比所使用的混凝土強度大一個等級。如配置C30混凝土，使用強度等級為42.5的水泥比較合適，可以達到合理的水灰比，保證施工質量。切忌不能只為片面追求經濟效益，使用高標號水泥、大水灰比的配合比。在現場一定要設置與施工規模和進度相匹配的水泥庫，嚴禁不同廠家的水泥混用。

3）選用級配良好的粗、細骨料，粗骨料中針片狀石子嚴禁超標，細骨料不能使用細砂，含泥量嚴格控制在規范要求以內。盡量選用收縮率小的骨料。夏季骨料溫度高時，采用灑水等降溫措施，減緩混凝土水化反應速度，降低混凝土入模溫度。

4）對于大型工程，施工單位應建立自己的攪拌系統，并嚴格按照操作規程施工。為改善混凝土的和易性，可加入適量保水劑，保水性越好，混凝土收縮越小。

5）要嚴格控制鋼筋和模板尺寸，選用小坍落度混凝土（高層以下建筑坍落度不大于120mm，高層建筑坍落度不大于150mm為宜），保證保護層厚度達到設計要求。

6）盡量避開在干旱高溫天氣澆筑大體積混凝土。對澆筑完畢的混凝土要及時灑水養護或用塑料薄膜對混凝土進行覆蓋。

7）應盡可能采用最小的用水量和最大的集料數量。針對大體積混凝土，可以設置合理的伸縮縫，或在混凝土中摻加適量膨脹劑等。及時灑水覆蓋，補充適當水分也可預防干縮裂縫的產生。

8）在構件內埋置降溫管道、選用水化熱低的水泥等措施降低混凝土內部溫度，避免混凝土內外出現較大溫差。夏季及時對混凝土覆蓋灑水，冬季施工應及時覆蓋保溫，控制混凝土與外部環境之間出現較大溫差和溫度變化。

9）選用質量穩定、信譽好的水泥廠家及骨料產地，嚴格按照試驗抽檢程序對水泥和骨料進行檢查，合格后方能投入使用。控制運輸車輛的整潔，防止運輸工具對原材料的污染。

10）采用透水性小的混凝土、保證鋼筋保護層厚度、在鋼筋表層應用阻銹劑等方法都可以有效避免鋼筋銹蝕產生的裂縫。

11）制定切實可行的施工組織設計并嚴格執行;工人應增強質量意識，熟知操作規程，施工中做到一絲不茍，嚴謹扎實。

3 結束語

本文分析了在施工中混凝土裂縫的主要形成原因，產生裂縫的原因除設計外，多為施工質量控制措施不得當、不到位或經驗不足等原因造成，因此，要求施工單位在編制施工組織設計時，要根據實際施工條件，將各種情況考慮周全，嚴格按照國家有關規范、技術標準進行設計施工，把裂縫的數量和危害壓縮到最小范圍內。