浅谈混凝土裂缝产生的原因与控制措施

邢江

摘 要：在建筑工程中，分项工程非常多，其中比较重要的是建筑混凝土工程。根据理论与实践经验的结合，就混凝土裂缝进行了分析研究，提出了混凝土裂缝产生的原因以及控制措施。

关键词：混凝土裂缝；原因；控制措施

1 混凝土裂缝的原因

1.1 受力因素引起的开裂

混凝土的受力主要来自三个方面：①直接应力的作用；②间接应力的作用；③混凝土早期变形产生的应力作用。混凝土的早期开裂大多是由混凝土的变形引起的。混凝土的早期变形主要来自于其胶凝材料水化过程中的体积变形，包括膨胀和收缩。钢筋混凝土产生的膨胀和收缩为限制膨胀和限制收缩。早期限制膨胀对混凝土不仅无害反而有益，它可使混凝土产生一定的预压应力，提高其抗裂能力。而混凝土的限制收缩则是一种背向变形，当收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土便会开裂。

1.2 施工违反操作规程形成缺陷和裂缝

如混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发，引起混凝土浇注时坍落度过低，使得在混凝土体积中出现不规则的网状裂缝；混凝土初期养护时急剧干燥使得在混凝土与大气接触面上出现不规则的网状裂缝；模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等造成混凝土开裂；过早拆模，混凝土尚未建立足够强度，构件在实际施加与自身的重力荷载作用下，容易发生各种受力裂缝等。高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大；对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。

1.3 外加剂的负效应

外加剂及掺合料种类繁多，只有强度指标缺乏对水化热及收缩变形影响的长期实验资料（至少一年），有些试验资料并不严格，有许多外加剂严重的增加收缩变形，有的甚至降低耐久性。

2 混凝土裂缝控制的措施

2.1 混凝土原材料的质量控制

普通混凝土是以胶凝材料（水泥）、水、细骨料（砂）、粗骨料（石子）、需要时掺入外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀拌制，密实成型及养护硬化而成的人工石材。

（1）普通混凝土常用水泥有：硅酸盐水泥、普通硅酸水泥、矿渣尘酸盐水泥、火山灰质酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。在混凝土施工中，水化热引起的温度较高，容易引起温度裂缝。为此，在施工中应选用水化热较低的水泥，以降低单位水泥使用量。水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查，并应对其强度、安定性及其他必要的性能指标进行复验，其质量必须符合现行国家标准的规定。当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过三个月（快硬硅酸盐水泥直超过一个月）时，应进行复验，并按复验结果使用。不同品种的水泥，不得混合使用。

（2）砂：按砂的粒径（或细度模数）可分为粗砂、中砂和细砂。采用中粗砂比采用细砂每立方米混凝土减少用水量20kg左右，水泥相应减少28kg左右，从而降低混凝土的干缩。所用砂的含泥量应符合相关要求。

（3）石子：普通混凝土用石子可分为碎石和卵石。在钢筋混凝土施工中，粗骨料的最大尺寸与结构物的配筋、混凝土的浇灌工艺有关，增大骨料料径可减少用水量，混凝土在收缩和沁水随之减少，但骨料粒径增大容易引起混凝土的离析，因此，必须调整好级配设计，并在施工中加强振捣。

（4）水：拌制混凝土宜采用饮用水。当采用其他水源时，水质应符合《混凝土用水标准》（JGJ63）的规定。

（5）外加剂：为了满足送到现场的混凝塌落度，若只增加水泥使用量，则会加剧混凝土干燥缩，明显增大混凝土水化热，易引起开裂。因此除了调整级配外，可掺入适量的减水剂。混凝土外加剂按其主要功能分为四类：①改善混凝土拌合物流动性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。②调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂、速凝剂等。③改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。④改善混凝土其他性能的外加剂，包括膨胀剂、着色剂、防冻剂等。外加剂的选用应根据设计和施工要求，并通过度验及技术经济比较确定。不同品种外加剂复合使用，应注意其相容性混凝土性能的影响，使用前應进行试验，满足要求方可使用。

2.2 混凝土浇筑过程的裂缝控制

混凝土搅拌一般宜由场外商品混凝土搅拌站或现场搅拌部搅拌，应严格掌握混凝土配合比，确保各种原材料合格，计量偏差符合标准规定要求，投产顺序、搅拌时间合理、准确，最终确保混土搅拌质量满足设计、施工要求。当掺有外加剂时，搅拌时间适当延长。

（1）混凝土在运输中不宜发生分层、离析现象；否则，应在浇筑前二次搅拌。要尽量减少混凝土的运输时间和转运次数，确保混凝土在初凝前运至现场并浇筑完毕。进行泵送混凝土配合比设计。泵送混凝土的坍落度不低于100mm，外加剂主要有泵送剂、减水剂和引气剂等。

（2）混凝土浇筑前应根据施工方案认真交底，并做好浇筑前的各项准备工作，尤其应对模板、支撑、钢筋、预埋件等认真细致检查，合格并做好相关隐蔽验收后，才可浇筑混凝土。

（3）在浇筑竖向结构混凝土前，应先在底部填以50～100mm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆；浇筑中不得发生离析现象；混凝土自高处倾落的自由高度，不宜超过2m；当浇筑高度超过3m时，应采用串筒、溜槽、溜管或振动溜管，使混凝土下落。

（4）浇筑混凝土应喧连续进行。当必须间歇时，其间歇时间宜尽量缩短，并应在前层混凝土初凝之前，将次层混凝土浇筑完毕；否则，应留置施工缝。

（5）大体积混凝土施工过程中温度控制：温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。在大积混凝土施工过程中了减少混凝土的内外温差，一方面应尽可能减少入模温度。另一方面应采取保温养护。以减少内外温差。浇筑体的混凝土缓慢降温时重要环节，越慢越好，为混凝土创造充分应力松弛的条件，于此同时还要在养护中使混凝土保持良好的潮湿状态，这对增加混凝土强度和减少收缩是十分有利的。

2.3 混凝土的养护及拆模控制

（1）对已浇筑完毕的混凝土，应在混凝土终凝前（通常为混凝土浇筑完毕后8～12h内），开始进行自然养护。

（2）混凝土采用覆盖浇水养护的时间：对采用硅酸盐水泥、变通硅酸水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于14d；对掺用缓凝型外加剂、矿物掺合料或有抗掺性要求的混凝土，不得少于14d。浇水次数应能保持混凝土处于润湿状态，混凝土的养护用水应与拌制用水相同。

（3）在已浇筑的混凝土强度未达到1.2Nmm2以前，不得在其上踩踏或安装模板及支架等。

（4）混凝土的拆模：混凝土的拆模时间可根据工程部位具体情况（工序要求、施工荷载状况）确定，应尽可能地多养护一段时间。底模及其支架的拆除必须符合（混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002）中的相关要求。侧模的拆除对混凝土应能保证其表面及棱角不受损伤。

3 结束语

混凝土是重要的必不可少的建筑材料之一，混凝土具有很多优点，但也有很多缺点，混凝土的抗压强度大而抗拉强度较低，如果设计施工不当则会产生裂缝，轻则影响外观、产生渗漏；重则严重的裂缝导致整体结构报废。混凝土在与空气的长期接触中，由于空气中的二氧化碳由于裂缝向混凝土内部扩散与水泥水化物中的氢氧化钙发生化学反应生成碳酸钙，且这种碳化过程随着时间的推移不断地深入。当碳化深度达到钢筋处时，则破坏了钢筋的钝化膜，钢筋没有钝化膜的保护极易发生锈蚀。钢筋锈层的体积比原体积膨胀2～4倍，使混凝土从内部产生膨胀裂缝，更多的水、空气进入混凝土内部引起钢筋的进一步锈蚀，形成恶性循环，直至结构被破坏。所以必须重视混凝土裂缝的控制。