常见混凝土收缩裂缝及防治

常见混凝土收缩裂缝及防治

目前，混凝土的耐久性是混凝土科学的研究重点之一，混凝土的收缩性能是混凝土耐久性的重要方面。一般认为，混凝土裂缝的产生可分为硬化前的塑性阶段和硬化后的使用阶段两种。硬化前的塑性阶段是指以浇筑成型的混凝土还可重新换模振实的阶段；硬化后的阶段是指混凝土终凝结束达到养护期限至正式使用的阶段。

混凝土的收缩是由水泥凝胶体本身的体积收缩(即所谓的凝缩)和混凝土失水产生的体积收缩(即所谓的干缩)这两部分所组成的。通常所谓收缩是指混凝土暴露在相对湿度小于100％的空气中产生“干燥收缩”的简称。然而由于环境的作用，混凝土还会产生许多其他种类的收缩变形。混凝土的收缩主要包括：塑性收缩、化学收缩、干燥收缩、自收缩、温度收缩和碳化收缩。上述各种收缩，它们彼此独立发生或者同时出现。

1、几种常见的收缩及产生的原因

1．1塑性收缩裂缝

塑性收缩和裂缝塑性收缩是混凝土在初凝前的塑性阶段失水形成的。一般由于水泥水化热高，同时在春夏季节，室外温度高而湿度较低，新浇筑的混凝土表面泌水很快被蒸发，随着混凝土表面水分的蒸发，内部的水分逐步向外迁移，这样就造成了混凝土在塑性阶段的体积收缩。当处于日晒和风大的环境下，不采取相应的措施，内部水分迁移的速度小于表面水分蒸发的速度时，混凝土表面产生

收缩应力远大于混凝土的抗拉强度，于是在混凝土表面就产生了大量的不规则微细裂缝。这时如不及时抹压和覆盖保水养护，此类裂缝就会迅速向内部延伸，严重时会形成贯通裂缝。当大流动混凝土在浇筑过程中，梁板同时浇筑或浇筑混凝土早期沉降受到表层钢筋阻碍时，会出现混凝土的沉缩变形裂缝。

1．2干燥收缩裂缝

混凝土的干燥收缩是在撤除养护后开始的，早期的收缩裂缝很细微。随着时间的推移，混凝土内部水分蒸发量和干燥收缩量加大，裂缝就逐渐明显起来。

1．3温差收缩裂缝

热胀冷缩使混凝土水泥水化放热，引起混凝土内部温度升高，水化至高峰后，又逐渐降温，形成内外温差，从而形成温差收缩裂缝。据有关资料记载，梁桥的桥面板上表面和下表面的温度差可达27℃-33℃。当混凝土的表面温度气温相差过大时，会发生温差收缩裂缝。

1．4 自收缩裂缝

自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起。但它不是由于水向外蒸发散失，而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降形成弯月面，产生所谓的白干燥作用，混凝土体的相对湿度降低体积减小。自收缩变形裂缝水泥水化反应后，反应物的体积与剩余自由体积之和小于反应前水泥混凝土与水体积之和。根据资料，

约减小0．5％的体积，这是混凝土自收缩的根源，也是水泥水化过程中的化学特性。水化反应收缩主要形成了混凝土内部的细孔，养护不及时或养护时间过短，则会产生收缩裂缝。自身干缩裂缝水泥在水化过程中不断地消耗水分，当养护不良或混凝土内部水分不足时，混凝土细孔中水分消耗过多，导致长细孔内产生负压，引起混凝土内部出现自身干缩裂缝。

1．5碳化收缩裂缝

混凝土暴露在空气中，空气中的0 融进孔隙溶液中成为碳酸，与孔隙液中的c~co3生成游离水，这些游离水蒸发导致混凝土体积收缩，这就是混凝土的碳化收缩。商品混凝土收缩裂缝的特点是商品混凝土一般坍落度大于160lln时，极易产生各种收缩裂缝。因此，要尽量在允许的条件下控制混凝土的坍落度。

2混凝土收缩裂缝的防治方法

2．1施工前的预防措施

收缩是混凝土尤其是商品混凝土产生裂缝的直接因素。因此，避免收缩将会有效防止裂缝。为了减少由裂缝带来的损失，根据以上分析，应该努力做到以下几点：1)在满足操作性能的情况下，尽量降低混凝土的坍落度。2)尽量增加单方石子用量，在满足结构钢筋净间距要求的情况下，尽量选用粒径较大的石子并严格控制其含泥量，这样可以减少拌和时水的用量，从而减少混凝土的变形。3)尽可能多用掺合料，以降低混凝土水化热，减小温差收缩。尽量避

免使用细度过细的水泥，因为细度太细的水泥水化快、水化收缩量大、易开裂；还应避免应用矿渣水泥，因为矿渣水泥的收缩量比普通硅酸盐水泥大。在条件允许的情况下，可掺入一定比例的粉煤灰或其他活性矿物掺合料，以增加混凝土的和易性，减少泌水离析的现象，降低水化热，提高混凝土强度和耐久性。4)尽量避免使用强度大的水泥，因为太细的水泥水化快，容易开裂。5)注意振捣均匀，避免出现局部的塑性收缩和干缩裂缝。6)初凝前后反复抹压，使已出现的塑性收缩裂缝愈合。7)混凝土浇筑后遇烈日曝晒或大风时应及时覆盖保温、保湿。8)掺加引气型外加剂时，要控制好其含气量。

2．2预防收缩裂缝的施工措施

1)施工时注意振捣均匀，避免出现局部过振形成砂浆集中，否则局部易出现塑性收缩裂缝和干燥收缩裂缝。严禁用插入式振捣器赶料。2)采用二次振捣抹压技术，即在混凝土初凝前，对表面进行二次振捣抹压，使混凝土组织结构重新排列，降低水化热，消除表面泌水和干缩，增加密实度。关键是要正确掌握进行二次振捣抹压的混凝土初凝时间，过早无效果，过晚会扰动已基本成型具有初始强度的混凝土，从而对混凝土强度造成损害。3)二次振捣抹压后，立即覆盖塑料薄膜封闭表面，使混凝土在潮湿状态下硬化，尤其在烈日曝晒、大风时应及时覆盖保湿，以避免过快失水，产生裂缝。

4)严格控制拆模和上人作业时间。浇筑后，强度未达到1．2n／l

眦n2，不得在其上踩踏或安装模板及支架。承重模板的拆除必须按

规范要求执行，以同条件养护的试块抗压强度为依据。5)混凝土结构中预埋线管的位置尽量置于结构的中部，避免集中放置，固定间距宜为300mm～400ffuti，还应在线管上、下表面增设钢丝网防裂。

2．3裂缝的处理方法

构件由于收缩会产生裂缝，这就会对结构产生各种不利影响，应根据裂缝的大小和结构受力的情况以及使用要求，分别进行分析与处理。一般常用的方法有：1)表面缝合法：在裂缝两边钻孔插入钢栓，再用树脂砂浆将钢栓锚固，将裂缝“缝合”。2)填充法：该法适用于局部修复，先将裂缝处混凝土凿出v形或u形槽，有时也可以凿成倒梯形槽，然后在槽内分层填充、压实止水。补强材料有沥青、水泥砂浆等。3)预应力法：用预加应力的水平拉杆或下撑式拉杆或二者结合等方式对被加固构件施加与它应承受荷载反向的

作用力，可提高被加固构件的正截面抗弯、斜截面抗剪(当使用下撑式拉杆时)、抗裂度和刚度，减小构件受载时的挠度。适用于允许占用较小空间要求恢复承载力、刚度和抗裂度的构件。4)灌浆法：用灌浆泵将灌浆材料送到裂缝里，这样可以起到补强的作用，达到防渗的目的，这适用于砖砌体开裂且裂缝不严重的情况。或者用压送设备将化学浆液(如环氧树脂或甲基丙烯酸酯类浆液等)注入到

钢筋混凝土裂缝，这也仅适用于开裂不严重的情况。灌浆的材料有很多，常用的有水泥和化学材料两类。5)减小压力法：采用的方法有卸荷和控制荷载，设置卸荷结构，增设支点或支撑减小结构内力。