浅谈混凝土裂缝的成因与防控

周登玖,张白艳

（滁州市富邦商品混凝土有限公司, 安徽 滁州239000；全椒县鸿天商品混凝土公司, 安徽 全椒239000）

一、裂缝的种类

混凝土在施工早期抗拉能力很低、脆性很大，在施工和使用过程中，温度、湿度发生变化、地基产生不均匀沉降、原材料使用不合理、后期养护不及时不合理都极容易产生裂缝。裂缝的形式和种类很多，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是有效地控制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。裂缝大致有以下几种:

（一）收缩性裂缝

收缩性裂缝分塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩。塑性裂缝出现在结构表面，形状不规则且长短不一，这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。塑性裂缝又称龟裂，严格来说属于干燥收缩而收起的裂缝，出现很普遍。干燥收缩是在混凝土硬化过程中因混凝土内部多余的拌合水的蒸发而产生的体积收缩。

（二）温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化时就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝。在工程中，这种裂缝比较常见，譬如现浇屋面板上的裂缝、大体积混凝土的裂缝。大体积混凝土凝结和硬化过程中，水泥和水产生化学反应，释放出大量的热量（称为“水热化”），导致混凝土内部温度升高，当混凝土块体内部的温度与外部的温度相差很大，以致所形成的温度应力或温度变形超过混凝土当时的抗拉强度或极限拉伸应变，就会形成裂缝。

（三）结构基础不均匀沉降引起的裂缝

当结构的基础沉降不均匀时，结构构件受到强迫变形，导致结构物中构件与构件之间产生斜拉和剪切作用，从而使得结构构件开裂，随着不均匀沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。这类裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况。由于地基变形造成的应力一般较大，因此裂缝宽度较大、通常是贯穿性的。

（四）荷载作用引起的裂缝

构件承受的不同性质的荷载作用，其裂缝形状也不同，通常裂缝方向大致是与主拉应力的方向正交。结构受载后产生裂缝的因素很多，在施工中和使用中都可能出现裂缝。例如早期受地震影响，脱模过早或方法不当，构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当，施工超载，张拉预应力值过大等均可能产生裂缝。

二、凝土结构裂缝的成因

（一）材料因素

1、骨料粒径越细、针片含量越大，粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大；集料颗粒级配不连续空隙率过大，混凝土在硬化过程中产生收缩，从而引发裂缝产生。

2、用水量增多，收缩量增大：现在很多工程使用泵送混凝土，在施工过程中，为了增加混凝土的流动性往往会出现坍落度过大或是施工现场后加水，从而增加了混凝土中游离水，在混凝土水化过程中，游离水的挥发造成混凝土收缩，从而产生裂缝。

3、混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当,严重增加混凝土收缩。当外加剂与水泥不相溶或坍落度损失过快、缓凝成份过低或过高造成混凝土凝结过早或过晚，引起混凝土开裂。

4、水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。

（二）施工因素

1、混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接成因。如混凝土搅拌不均匀、运距过远而造成坍落度损失过大、振捣不密实（过振、漏振）等。

2、水分蒸发、水泥水化和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。当混凝土表面水分散发过快环境温度越高，风速越大，收缩越大，高空浇灌容易引起开裂。

3、模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。施工过程中，钢筋表面污染，混凝土保护层太小或太大，浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。

4、混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。浇筑后混凝土表面没有及时覆盖，受风吹日晒，表面水分蒸发过快，产生急剧收缩，而此时混凝土早期强度不能抵抗这种变形应力，因而开裂。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。

（三）设计因素。

1、材料选用：应严格控制原材料质量。（1）水泥：根据工程条件不同，合理选用不同性能的水泥。因水泥出厂或出库时大多数是在高温状态，有时温度会在70℃～80℃左右或更高，要避免水泥入库就使用。（2）粗骨料：适用表面粗糙、级配良好、空隙率小、无碱集料反应；有害物质、轻物质及含泥量、泥块含量和压碎指标值等满足相关规范及技术规范规定。（3）细骨料：宜采用天然砂。宜用细度模数2.0～2.8 间的Ⅱ区中砂，且有害物质、轻物质及含泥量及泥块含量等指标符合相关规范及技术规范规定。（4）外加剂：根据季节气候的不同合理选择及调整外加剂成分，改善混凝土工作性能，调整混凝土凝结时间、降低水化热或延迟水化热峰值的产生。（5）合理选择掺合料，以明显降低水泥用量，减少水化热的产生。改善混凝土工作性能。根据不同施工部位及结构要求，合理调掺合料的各类及掺量。

2、配合比设计

混凝土配合比应按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55 的规定，根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性等进行配合比设计，配合设计在经济适用的基础上应尽量采用低水灰比、低水泥用量、低用水量。投料计量应准确，搅拌时间应保证；禁止任意增加水泥用量。大体积混凝土应提高外掺料用量，降低水化热的产生。

3、混凝土的运输与施工

（1）混凝土运输过程中，罐体应保持在每分钟约6 转，并到工地后保持搅拌，拌车在上泵前应高速运转到4 至5 分钟，以使混凝土浇筑前充分再次混合均匀。如遇塌落度有所损失过大，可以掺一定的外加剂强转后，达到理想效果。

（2）混凝土浇筑过程中,浇筑分层应合理，振捣应均匀、适度、不得随意留置施工缝。混凝土浇筑过程中不得随意加水。及时做好抹面及二次收面工作。

（3）加强混凝土的早期养护，并适度延长养护时间，在气温高、湿度低或风速大的条件下，更应及早进行喷水养护，在浇水养护有因难时，或者不能保证其充分湿润时，可采用覆盖保湿材料等方法。选择适合的拆模时间。

（4）大体积混凝土施工，在施工前应做好施工预案，安排好现场施工秩序。应做好温度测控工作，采取有效的保温措施，保证构件内外温差不超过规定。

四、混凝土裂缝的处理方法

（一）表面处理法

表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏。

（二）填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V 型槽，然后作填充处理。

（三）灌浆法

此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。利用压送设备（压力0.2～0.4Mpa）将补缝浆液注入砼裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便，效果也很理想。

五、结论

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渗能力，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认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在生产和施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

混凝土裂缝产生的原因主要有：设计方面不当。材料选择方面存在粗细集料含泥量过大、骨料粒径太细、混凝土外加剂和掺和料选择不当、水泥品种原因、水泥等级及混凝土强度等级的原因。混凝土配合比设计方面存在水泥等级或品种选用不当、水灰比过大、水泥用量越大和用水量越高、砂率和水灰比选择不当、混凝土膨胀剂掺量选择不当。施工及现场养护方面主要有混凝土振捣不当、连续浇筑时间过长、现场养护措施不到位、现场模板拆除和预应力张拉不当等原因。

混凝土裂缝的控制措施主要有：材料选择从选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级和级配优良的砂、石原材料，积极采用掺合料和混凝土外加剂等控制措施。混凝土配合比设计从干缩率、坍落度、用水量、水泥用量、水胶比、砂率的配制，采用引气剂或引气减水剂等控制措施。施工方面从模板的安装及拆除，混凝土的制备、运输、浇筑和养护等进行控制。管理合理的选择施工进度。并且在环境方面应注意施工的季节，环境的温湿度，严格控制现场坍落度、防风、及时和气象站保持紧密联系。

综上所述，混凝土裂缝的防控是一个综合性的复杂的课题，需要在原材料选用、生产配比设计、科学施工、精心养护等多方面的配合。随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝问题将会逐渐得到更好地改善和解决。

[1]张海峰.浅析混凝土裂缝产生原因及预防措施[J].今日科苑,2008,(04)：20-24.

[2]曾力军.浅析混凝土裂缝的原因、预防和处理[J].江西建材，2007,（03）:33-35.

[3]钟振武.现浇钢筋混凝土楼板裂缝产生的原因及处理[J].山西建筑，2003,（11）:42-43.

[4]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社,1999.