混凝土施工裂缝形成原因及预防

混凝土施工裂缝形成的原因及预防

摘要: 本文通过混凝土的特性及施工环境，分析了混凝土开裂的原因，说明了裂缝产生所引起的危害，提出了预防措施

关键词：混凝土裂缝分析预防措施

abstract: in this paper, the characteristics and the construction environment of concrete, analyzes the causes of concrete cracking, the harm caused by the cracks, and puts forward the preventive measures

keywords: analysis and preventive measures of concrete crack

中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：

1. 引言

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加剂混合而成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等问题，硬化成型的混凝土中存在大量的微小孔隙及裂缝。这些微裂缝对混凝土的承重、防渗及其他使用功能不产生危害。但随着荷载、温差或外界物理、化学作用，微裂缝会不断扩展和连通，最终形成肉眼可见的宏观裂缝。

裂缝的存在和发展会使混凝土碳化，保护层脱落，内部钢筋受到腐蚀，使得整体承载力、耐久性及抗渗能力降低，影响混凝土结构物外观、使用寿命甚至威胁到人们的生命和财产安全。

大量的工程实践和理论分析认为，几乎所有的混凝土构件都是带

缝工作的，裂缝问题是不可避免的，在一定范围内也是可以接受的，只是要采取一定有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。为此，本文对裂缝形成的原因进行了分析，并针对不同的成因提出了预防措施。

2. 裂缝原因分析及预防措施

2.1 基础变形

2.1.1 地质勘查精度不够，试验资料不准确，在未掌握详尽的地质情况下进行设计，造成地基不均匀沉降。

2.1.2 地基土质不均、松软，回填土不密实或浸水造成不均匀沉降。

2.1.3 结构基础类型差别大。同一联桥中，混合使用不同基础（如扩大基础和桩基础），或同时采用桩基础但桩径或桩长差异大造成地基的不均匀沉降。

2.1.4 地基冻胀。在低于零度的条件下含水较高的地基土因冰冻膨胀，一但温度回升，冻土融化，地基下沉。

主要预防措施：

掌握详细的地质资料；对在松软土、填土地基上的结构施工前应进行必要的夯实，防止地基被浸泡；在允许的条件下采用同一基础类型，减小基础间的差异。

2.2 温度变化

混凝土具有热胀冷缩的性质，当外界环境或内部温度发生变化时，混凝土将发生变形或位移，当变形受到约束时，则会在结构内

部产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。

2.2.1 水化热。大体积混凝土浇筑后，在硬化过程中产生大量水化热（水泥用量在350-550kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500-27500 kj的热量，内部温度可达到70℃），水化热聚集在混凝土内部不易散发，导致内在温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，内外就形成了较大温差，使混凝土表面产生一定的拉应力，当超出自身抗拉强度时便会出现裂缝。

2.2.2 日照或气温骤降。当桥梁某一部位经过暴晒后，温度明显高于其他部位，温度梯度呈非线性分布，由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝；气温骤降，表面温度突然下降，而内部温度却变化相对缓慢而产生温度梯度，形成裂缝。

主要预防措施：

选择低热或中热水泥；减少水泥用量；降低水灰比；掺加一定量具有减水、增塑、缓凝作用的外加剂；大体积混凝土施工中合理安排施工工序，分层、分块浇筑，利于散热，减少约束，或者在内部安装冷却管道，减小内外温差；寒冷季节，注意混凝土表面保温养生。

2.3 收缩

2.3.1 塑性收缩

塑性收缩是指混凝土凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或是刚达到终凝状态，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，表面出现泌水，在高温

或表面空气流动速度过快的情况下，水分急剧蒸发，毛细管中产生较大的负压使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，产生裂缝。同时，混凝土在塑性状态下，骨料因自重下沉，水泥浆上浮，当此种运动受到钢筋、模板拉杆约束时，也会出现裂缝。

主要预防措施：

选用干缩值较小、早期强度较高的硅酸盐或普硅水泥；严格控制水灰比，掺加高效减水剂增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥和谁的用量；浇筑前润湿基底，给模板降温；覆盖塑料布，使混凝土在终凝前始终保持湿润。

2.3.2 干缩裂缝

干缩裂缝出现在混凝土养护结束后的一段时间。由于混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，而内部变化较小，变形较小，表面的干缩变形受到混凝土内部约束，产生拉应力而出现裂缝。

主要预防措施：

选用收缩量较小的水泥，降低水泥用量；控制水灰比，掺加减水剂；加强养生，并适当延长养生时间。

2.4 钢筋锈蚀

混凝土保护层厚度不足，混凝土保护层受到侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物的侵入而使钢筋周围氯离子含量升高，破坏钢筋表面氧化膜，铁离子与侵入的空气和

水发生反应，产生的氧化铁体积增长为原来的2倍，对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹反应到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，可能诱发其他形式的裂缝。

主要预防措施：

严格控制保护层厚度；控制水灰比的选用；加强振捣，保证混凝土的密实性；控制含氯盐外加剂的用量。

2.5 冻胀

气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离水转变成冰，体积膨胀9%，混凝土会产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土的膨胀力加大，强度降低，并最终导致裂缝出现。冬季施工时，如果对预应力孔道压浆后不采取措施，也会沿管道方向出现冻胀裂缝。

主要预防措施：

控制水灰比；掺入适量减水剂；对混凝土注意保温养生。

2.6 施工工艺及质量

2.6.1 混凝土搅拌及运输时间过长，水分蒸发过多，混凝土塌落度过低，浇筑完成后的实体会出现不规则的收缩裂缝。

2.6.2 混凝土振捣不密实，不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞等现象，会诱发钢筋锈蚀。

2.6.3 混凝土保护层过厚，或上层钢筋受到扰动，使承受负弯矩