淺談混凝土結構裂縫的預防和控制

摘要：混凝土裂縫現在已成為質量通病，預防與控制是關鍵，本文作者結合多年的施工經驗探究了混凝土裂縫的預防和控制的方法、措施及步驟，以供同行借鑒。

關鍵詞：混凝土;結構裂縫;預防;控制

1 混凝土結構裂縫

混凝土結構裂縫可分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫是指那些肉眼看不見的裂縫，主要有三種：（1）骨料與水泥粘合面上的裂縫，稱為粘著裂縫;（2）水泥自身的裂縫，稱為水泥裂縫;（3）骨料本身的裂縫，稱為骨料裂縫;微觀裂縫在混凝土結構中的區分是不規則、不貫通的。反之，肉眼看的見的裂縫稱為宏觀裂縫，宏觀裂縫的寬度一般大于0.05mm;宏觀裂縫是微觀裂縫擴展而來的。任何混凝土結構和構件出現裂縫，不僅有損外觀，而且影響整體性，降低剛度，并引起內部鋼筋的銹蝕，使建筑物達不到設計的使用年限。

2 混凝土結構裂縫產生的機理

混凝土結構裂縫產生的原因主要有三種：（1）由外荷載引起的裂縫，這是最為普遍的情況;（2）結構次應力引起的裂縫，這是由于結構的實際工作狀態與計算假設模型的差異引起的;（3）變形應力引起的裂縫，這是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起結構變形，當變形受到約束時便產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時就產生裂縫。

3 混凝土結構裂縫的預防與控制

3.1 表面溫差裂縫的預防與控制

施工中早期常見的溫差引起裂縫有約束裂縫和外約束裂縫。約束裂縫是混凝土澆筑后內外溫差過大所致;外約束裂縫是由于降溫時溫差過大引起的。

預防表面溫差裂縫的措施主要有：

（1）選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配置混凝土。如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥等。

（2）充分利用混凝土的后期強度，減少每立方米混凝土中水泥用量。

（3）使用粗骨科，盡量選用粒徑較大和級配良好的粗骨料、摻加粉煤灰等拌合料或摻加減水劑、改善和易性、降低水灰比、以達到減少水泥用量，降低水化熱的目的。

（4）在基礎內部預埋冷卻水管，通入循環冷卻水，強制降低混凝土內部溫度。

（5）在無筋或少筋的大體積混凝土中，摻加總量不少于20%的大石塊，減少混凝土用量，以達到節省水泥和降低水化熱的目的。

3.2 混凝土內部出現裂縫的預防與控制

混凝土內部出現裂縫應采取全過程控制，主要措施有：

（1）降低入模溫度。選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土，盡量避開炎熱天氣澆筑混凝土;夏季可采用低溫水或冰水攪拌混凝土，可對骨料噴冷水霧或冷氣，或對骨料進行護蓋或設置遮陽裝置，以避免日光直曬，運輸工具如具備條件也應搭設遮陽裝置，以降低混凝土拌合物的人模溫度;摻加相應的緩凝型減水劑，如木質素硝酸鈣;在混凝土入模時，采取措施，加強模內熱量的散發。

（2）加強施工中的混凝土溫度控制。在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫養護，降低溫度應力，夏季應注意避免曝曬，注重保溫，冬季應采取措施，覆蓋保溫，以免發生急劇的溫度變化。采取長時間的養護，規定合理的拆模時間，緩解降低溫度的時間和速度，充分發揮混凝土的“應力松馳效應”。加強溫度監測與管理，實行信息化控制;隨時控制混凝土內的溫度變化，內外溫差控制在25℃以內，基面溫差和基地面溫差均控制在20℃以內，及時調整保溫及養護措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不致過大;合理安排施工工序，控制混凝土在澆筑過程中均勻上升;避免混凝土拌合物堆積過大高差，在結構完成后及時回填土，避免其側面長時間暴露。

（3）改善約束條件，削減溫度應力。采取分層或分塊澆筑大體積混凝土，合理設置水平或垂直施工縫，或在適當的位置施工后澆帶，以放松約束程度，減少每次澆筑長度的蓄熱量，以防止水化熱的積聚，減少溫度應力。

（4）提高混凝土的極限抗拉強度。選擇良好級配的粗、細骨料，嚴格控制其含泥量;加強混凝土的振搗，提高混凝土的密實和抗拉強度，減少收縮變形，保證施工質量。采取二次投料法及二次振搗法，澆筑后及時排除表面積水，加強早期養護，提高混凝土早期或相應齡期的抗拉強度和彈性模量。在大體積混凝土基礎內設置必要的溫度配筋.在截面突變和轉折處以及頂板與墻轉折處，孔洞轉角及周遍，增加斜面構造配筋，以改善應力集中，防止裂縫出現。

3.3 混凝土收縮裂縫的預防與控制

收縮裂縫包括塑性收縮、干燥收縮、沉降收縮。

（1）塑性收縮裂縫多在北方夏季干熱并刮風時出現，縫的特點是兩端漸細，長短不等互不連通。產生的原因主要是在塑性狀態時表面干熱有風，水分蒸發過快，體積急劇收縮;這種蒸發速度同外界溫度、濕度和風速有關。對塑性裂縫采取的預防措施是：澆筑后抹完表面應立即覆蓋，養護時間可提前至澆筑完混凝土的4小時以內灑水;混凝土的水灰比及砂率不宜過大，采用密封保水，澆筑后抹平，蓋塑料膜或噴乳液養生;外模和基底充分濕潤不缺水，終凝前采取二次抹壓，將微裂縫壓光。

（2）干燥收縮裂縫是在養護結束不再灑水后出理的裂縫，多數屬于表面性的淺細裂縫，且多沿模板方向分布，是隨溫度的變化面變化，發展趨勢是由表及里，從小至大逐漸發展;產生的主要原因是養護不及時、受風吹日曬;表面水分蒸發過快，內部溫度變化小，表面干縮變形時受內部混凝土約束而產生較大拉應力;對這種裂縫采取的預防控制措施是：加強混凝土的早期養護，延長養護時間。

（3）沉降裂縫的現象多沿主筋的通長方向的表面斷續出現，裂縫形狀寬且淺，并常在混凝土澆注以后發生至凝結后停止;產生的直接原因是在結構澆搗后，骨料顆粒下沉，水分及漿上升，受到鋼筋或預埋件的阻擋，使混凝土與其分離，混凝土顆粒較大的沉落不均勻、斜坡的混凝土因其重力向下移動而開裂。一般的預防與控制措施是：選擇配合稠度適宜的低流動性拌和料并振搗密實，對斷面有差別或高度不同的結構，先澆低深處部位.靜停2～3小時再處理斷面，向上接著澆注，在初凝前利用二次振搗或在終凝前二次壓抹收光。

3.4 混凝土沉陷裂縫預防與控制

沉陷裂縫的位置同沉陷方向相一致，較大的沉陷裂縫一般有錯開距，寬度與沉降值成正比例關系，產生的原因是地基不均勻沉降或模板剛度不足，支撐間距過大或支撐底部松動等;這種裂縫的預防與控制措施是：不允許在松軟的回填土上進行基礎施工;模板的剛度必須足夠、牢固支撐;澆注混凝土時隨時檢查模板及支撐的變化;養護水應向外排除，不宜流入基礎和支撐底都浸泡;拆模時間不宜過早，拆除順序要正確。

3.5 混凝土其它裂縫的預防與控制

在各種預制構件或現澆的其它構件中，因多種原因會產生縱向、橫向、水平或斜向的裂縫，尤其是高寬比較大、側向配筋少，剛度比較差的構件較多出現。另外，冬期采用降低冰點的鹽類外加劑如摻量多，加之振搗不密實，會引起鋼筋銹蝕等，產生鋼筋方向裂縫。因此冬期施工禁忌摻入氯鹽外加劑，對施工引起的混凝土裂縫，例如：模板拆模過早、頂板集中堆放重物、鋼筋保護層過小等，應積極采取防護與控制措施，模扳拆除時間的控制應在現場制作同條件試塊，混凝土達到拆模強度的同條件試塊的抗壓強度值來確定拆模時間。大跨度房間拆模后必須回頂，頂板混凝土強度達到設計要求強度等級的要求后，方可承受全部使用荷載，頂板不允許集中堆放材料，如必須堆放時應墊方木且與模板支撐相對應。鋼筋綁扎時，用梯子筋保證鋼筋凈間距及鋼筋保護層的準確，澆注混凝土時用定距框保證鋼筋不發生位移，從而保證鋼筋保護層厚度的準確。

參考文獻：

[1]? 王鐵夢.工程結構裂縫的控制[M].北京：中國建筑工業出版社.1999.

作者簡介：尹立新（1967.5）女，教授級高級工程師，現從事建設工程管理。

（作者單位：丹東市元寶區房屋征收中心）