水工建筑物混凝土裂缝控制措施

高文平

（河北省水利工程局 石家庄 0500210）

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗掺能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此，要对混凝土裂缝进行研究，并在施工中采取各种有效措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物的安全。

1 混凝土裂缝的成因及特征

裂缝产生的原因复杂，有时几种原因并存，没有典型的特征，给分析裂缝产生的原因造成困难。

1.1 温度裂缝

混凝土拌和后，在混凝土硬化时，水泥水化过程产生大量热量，从而使混凝土内部不断升温，在表面引起拉应力，在混凝土后期的降温中，由于受到基础的约束，又会在混凝土内部出现拉应力，当拉应力超过混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝，这种裂缝为温度裂缝。温度裂缝一般在浇筑后5～20天出现。

混凝土抗拉强度仅是抗压强度的1/10左右，由于原材料不均匀、水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象，同一块混凝土抗拉强度是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位，这种裂缝的最大特点是非常细，常为0.1mm左右，随着硬化时间的增长而扩大，严重时可能会贯穿混凝土。

1.2 干燥收缩裂缝

干燥收缩裂缝产生的原因两种：一种是由于混凝土中集料干燥收缩非常小，甚至没有收缩，水泥石在硬化过程中水分蒸发引起水泥石体收缩造成的。在混凝土中水分蒸发是由外向内、由表及里逐渐发展的，因此，混凝土干燥收缩裂缝常发生在混凝土表层很浅的位置，裂缝细微，通常呈平行状或网状，随混凝土干燥而有所增长。另一种是混凝土在浇筑终凝前后，由于混凝土本身与外界气温相差悬殊或本身温度过高而气候又干燥、结构表面水分蒸发过快、水泥浆干燥等原因，结构表面水分蒸发过快，水泥浆干燥收缩形成裂缝，称为塑性裂缝。这种裂缝多发生在竖向尺寸较大的混凝土表面或侧面。出现时间：混凝土浇筑后终凝前，约在浇筑后4～15h。裂缝走向：混凝土表面裂缝为不规则裂缝，无固定方向，但对长形混凝土结构，其上表面也会产生垂直于长方向的横向裂缝，沉降收缩裂缝多发生在钢筋及预埋件旁或靠近模板处。

2 混凝土裂缝产生的危害

混凝土裂缝将对混凝土结构产生严重危害，贯穿裂缝和深层裂缝会破坏混凝土结构的整体性，从而改变混凝土的受力条件，有使局部甚至整体结构发生破坏的可能，严重影响建筑物的质量和安全。混凝土表面的早期裂缝在以后气温骤降形成的温度应力和外力作用下，表面裂缝极有可能发展成为具有破坏性的贯穿裂缝和深层裂缝。因此严格控制混凝土表面早期裂缝的产生就显得尤为重要。

3 混凝土裂缝控制措施

3.1 严格控制原材料质量

a.水泥。水泥应符合国家现行标准，不得使用过期和受潮结块的水泥，并不得将不同品种、标号的水泥混合使用。尽可能地在水泥中使用粉煤灰等掺合料，大体积混凝土应选用发热量低的水泥，防止混凝土内外温差较大，引起裂缝。

b.砂、石。砂、石应符合现行《普通混凝土用砂石质量标准及检验方法》和《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定。细骨料宜选用中砂，细度模数控制在2.4～3.0，砂子过粗，拌制的混凝土易产生离析、泌水现象。砂子过细，水泥用量较多，增加混凝土自身收缩量。砂子中的有害物质如云母、硫酸盐及硫化物、有机质、粘土、於泥等能降低混凝土强度和耐久性，增大混凝土的干缩性，使用前应进行检测，控制在标准以内。粗骨料级配应合理，减小粗骨料空隙率，在满足施工要求的前提下，粗骨料最大粒径尽量增大，以节约水泥、提高混凝土密实度。控制粗骨料的针、片状含量，减少混凝土的薄弱层面。

c.外加剂。混凝土外加剂具有减水、增塑、缓凝、引气等作用，可以有效地改善混凝土的和易性，并可降低混凝土中水泥和水的用量，对提高混凝土强度、推迟放热高峰、减少温度裂缝具有明显的作用。外加剂应符合国家或行业标准。外加剂可单掺，也可复合使用，其品种和掺量应通过试验确定。

3.2 混凝土配合比设计及优化

混凝土配合比设计应以耐久性为设计原则，在充分保证混凝土各项设计指标的基础上，通过减少水泥用量、提高粉煤灰掺量、降低用水量、掺加引气剂与减水剂等优化试验调整混凝土配合比，使混凝土内部水化热温升降低、温峰值出现的时间推迟，从而降低混凝土防裂难度。

a.坍落度。在满足施工要求的条件下，尽量采用较小的混凝土坍落度。

b.用水量。应在满足混凝土施工和易性要求的条件下，采用较小的用水量。

c.水泥用量。在满足混凝土强度要求的条件下不宜采用高的水泥用量。

d.水胶比。应采用较小的水胶比，不宜采用大的水胶比。

e.砂率。在满足工作性要求的条件下，应采用较小的砂率。

f.控制泌水率。

g.掺矿物掺合料代替部分水泥。

h.应采用引气剂和引气减水剂。

i.控制混凝土中氯化物总含量。

3.3 施工过程中的控制措施

a.拌和。拌制混凝土时，必需严格按实验室签发的配料单进行配料，水、水泥、砂子均应以重量计，称量偏差控制在允许范围内。拌和程序和时间应通过试验决定，并严格控制。有资料证明：离差系数Cv值小的混凝土相应的抗裂能力高，出现裂缝的几率小，Cv值应控制在0.15以内。

b.降低混凝土浇筑温度。预冷骨料和冷水拌和是降低混凝土温度的主要方法，同时合理安排浇筑时间、避免高温时段浇筑、运输皮带上方搭设遮阳棚不仅可以减少温升，而且减少水分蒸发，对混凝土的和易性也有好处。

c.混凝土振捣要不漏振、不过振。混凝土浇筑过程中如果漏振，尤其是各层接茬处振捣不到位，容易产生塑性裂缝。当混凝土过振时，骨料较多的集中到下部，表面水泥、粉煤灰浆过多，容易产生干缩裂缝。

d.做好混凝土表面抹压。混凝土振捣至设计高度，首先用刮杠粗略找平，初凝时用木抹子抹压，将面层小凹坑、气泡眼、砂眼和脚印等抹压平，使面层充分达到密实，并与底部结合一致。终凝前进行二次抹压，消除因混凝土干缩、塑性收缩而产生表面裂缝，以增加表面混凝土密实度。二抹压对消除混凝土表面裂缝效果显著。

e.保证模板支撑的可靠性。模板在大体积混凝土施工时承受着混凝土的测压力及振捣混凝土的振动力，模板容易产生变形；支撑刚度不够或地基软弱产生变形、浇筑混凝土之后支撑或基础不均匀下沉，易导致混凝土出现裂缝；过早拆模，混凝土强度不够，易使得混凝土在自重或施工荷载作用下产生裂缝，因此模板体系一定要牢固可靠。

f.混凝土养护。混凝土浇筑完毕12h后即可开始养护，养护时间不得低于14天。高温季节和重要部位应适当加长养护时间，并用保水材料覆盖，严禁阳光直射新浇筑混凝土表面，充分养护是防止混凝土干缩裂缝的重要措施。冬季浇筑混凝土拆模时间不宜过迟，一般在5天左右。拆模后应立即对混凝土表面进行保温。防止混凝土突然暴露在寒冷空气中产生裂缝。

4 结语

混凝土产生裂缝的原因很复杂，而且往往是各种因素的综合,混凝土裂缝检查和处理工作十分困难，施工过程中要在原材料及施工技术等方面采取有效的控制措施,防止混凝土裂缝发生，保证建筑物的安全。