混凝土裂缝原因及控制措施

混凝土裂缝原因及控制措施
摘要：本文结合实践、论述了混凝土裂缝原因、种类及裂缝的控制措施和裂缝处理。

关键词：混凝土裂缝原因及控制
混凝土裂缝是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强度、抗渗性、抗腐蚀性，会引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化、降低构件的耐久性，并进一步降低建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究。

1 混凝土结构裂缝种类和成因
混凝土结构裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：
1.1 设计方面的原因
1.1.1 构件在设计时构件截面尺寸设计不合理，断面配筋不足，钢筋排列顺序不当造成构件的承载力和刚度不足、变形过，致使构件在承载后产生裂缝。

1.1.2 构件在设计过程中，一般情况下只对正常使用的荷载情况进行验算，而不考虑构件在浇筑过程中因外力作用而产生的各种变形因素，导致构件的构造筋配置不足，而这种变形往往会使构件产生裂缝，这种裂缝是由于构件在硬化过程中的收缩变形和缺少相应部位的构造钢筋约束所产生。

此类裂缝通常板面多于板底，尤以板角居多，裂缝往往成龟裂状。

1.1.3 基础的刚度不足、沉降缝或伸缩缝设计不合理、地基承
载力设计值不足、地基承载力不均匀导致结构发生不均匀沉降，最终使上部结构发生较大变形，这种变形所形成的拉应力超过了结构的抗力，从而引起裂缝。

1.2 材料方面的原因
混凝土中水泥水化收缩是其自身的特点。

相关资料证明混凝土的拌和水中水泥水化所必须的水含量约为20%，剩余80%的水分都要被蒸发，水分在蒸发时就要引起混凝土收缩。

混凝土收缩本身并不会产生裂缝，但如果收缩产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现规律性的裂缝。

1.2.1 泵送混凝土的粗骨料粒径往往受本地的骨料种类、钢筋的最小间距、泵送管道的直径、流动度、板厚这五种条件的约束，为了满足泵送混凝土的要求，商品混凝土大多采用尽可能小的粒径骨料，减少粗骨料的用量。

因此泵送混凝土中粗骨料的粒径一般都相对比较小，导致等量混凝土中水泥用量和拌和水用量比普通混凝土要多，产生的水化热也较多，从而在混凝土浇筑完毕后降温时因自身约束引起的温度应力也比普通混凝土要大许多。

1.2.2 为保持良好的工作性能和可泵送性，在商品混凝土生产过程中都会使用外加剂，其中大多是兼有减水、泵送、缓凝等综合作用的高效复合外加剂，此类外加剂会造成初期的水化速度较快，瞬时产生的水化热也较多，如果在混凝土生产过程中外加剂加入量不能得到科学合理的控制，就会在一些部位形成薄弱区域，并在外力的作用下产生裂缝。

1.3 施工方面的原因
1.3.1 混凝土在终凝前抹面压光不符合要求产生非结构性浅表层裂缝。

由于混凝土坍落度大，水泥浆较多，在终凝前因水分蒸发表面收缩极易出现收缩裂缝，对于掺加外加剂的混凝土更为显著。

如果在混凝土终凝前未及时严格抹面压光，则收缩裂缝就不会被修复，最终形成非结构性浅表层裂缝。

1.3.2 混凝土在浇筑时不能严格控制水灰比，现场随意加水。

施工作业人员现场浇筑混凝土时为提高混凝土的流动性，尤其是在浇筑梁、柱等断面尺寸较小的构件时，随意向混凝土中加水稀释。

随意加水稀释混凝土会导致混凝土硬化过程中水分从混凝土内部分泌到其表面的泌水通道增大，而且产生泌水现象部位的抗压、抗拉强度等都将进一步降低，进而会在很大程度上降低了混凝土的整体强度、抗渗性以及耐腐蚀性。

更严重是将会导致混凝土局部形成了软弱层，增加了混凝土出现裂缝的可能性。

1.3.3 混凝土浇筑后养护不到位不及时造成收缩裂缝。

为了使混凝土正常硬化，必须在成型后一定时间内维持周围环境有一定温度和湿度，若凝结以后的混凝土表面在规定的时间内（一般控制在12小时内）未进行覆盖或未及时浇水养护，将会造成混凝土表面水分迅速蒸发，最终导致产生收缩裂缝，尤其是在风速大、湿度小、气温较高的环境下，更容易产生收缩裂缝。

1.3.4 《混凝土结构工程施工质量验收规范》中已经明确规定了混凝土构件的拆模强度，商品混凝土由于其为保证具有一定的坍
落度要求以及停置、运输、浇筑所需要的作业时间，通常要加入具有缓凝作用的外加剂，如果混凝土拆模或加载时间过早，不能保证混凝土强度达到规范要求，那么混凝土将不能形成结构或形成的结构不能承受其自重、外力等因素而产生内外部裂缝，折断等现象。

1.4 使用过程中的原因
混凝土构件上堆放过多的荷载，或者是局部承重荷载超过了设计值，超过了结构的承载力而引起裂缝。

例如在施工过程中模板体系只考虑构件的承载力而未考虑后期施工堆放材料的承载力，但在后期施工时大量施工材料集中堆放在构件上，或者在构件强度达到规范要求但还未达到100%时，在构件上堆放大量施工材料，那么混凝土将会因不能承受外力作用等因素而产生内外部裂缝，折断等现象。

2 裂缝的控制措施
2.1 设计方面
2.1.1 设计人员在结构设计时要合理考虑构件的受力情况，并根据受力情况计算构件的截面尺寸、断面配筋、以及钢筋排列顺序。

2.1.2 设计人员在机构设计过程中要严格按照地基承载力报告选取合理的基础形式，以及合理布置沉降缝或伸缩缝的位置。

2.1.3 设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。

如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用加强措施。

2.1.4 在常见的混凝土裂缝中，有绝大部分都是由于混凝土干收缩而造成的，要解决由于干收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺
用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，实践证明，效果是很好的。

2.1.5 设计人员在结构设计时，必须充分考虑构件在混凝土浇筑过程中因外力作用而引起的各种形变因素，对于构造钢筋的配置，特别是于墙板、楼面等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。

2.1.6 设计人员在设计中应充分考虑大体积混凝土因水化热而产生裂缝较多，混凝土强度值应采用60天龄期作为设计值，以减少混凝土单方用灰量。

2.2 材料选择和混凝土配合比设计方面
2.2.1 水泥品种、等级以及混凝土强度等级的确定必须根据构件结构的特点及要求进行选取。

2.2.2 混凝土应选用级配优良的原材料，砂、石的含泥量必须符合规范要求。

2.2.3 混凝土中掺合料和外加剂的使用可以明显地起到降低水泥用量、改善混凝土的工作性能、降低水化热和降低混凝土成本的作用。

因此混凝土在配置时建议科学合理的使用掺合料和外加剂。

2.2.4 混凝土中膨胀剂的掺量应充分考虑到品种、掺量不同所起到的膨胀效果不同。

所以膨胀剂在使用时应通过大量的试验确定所选取的膨胀剂的最佳掺量。

2.2.5 实验室出具的配合比一般为理论上的配合比，现场施工时由于原材料批次不同往往会出现实际所用原材料与实验室出具配合比所用材料不一致，因此作业人员必须及时根据原材料的情况
调整配合比。

同时设计人员在设计时应结合现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。

2.3 现场操作方面
2.3.1 混凝土浇捣：混凝土浇筑应避免在雨中或大风中浇灌。

振捣棒插入时要快，拔出时要慢，以免在混凝土中留下空隙。

每次插入振捣的时间为20-30秒左右，并以混凝土不再显著下沉，不出现气泡，开始泛浆时为准，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。

振捣时间不宜过久，太久会出现砂与水泥浆分离，石子下沉，并在混凝土表面形成砂层，影响混凝土质量。

分层振捣时振捣器应插入下层混凝土10cm，以加强上下层混凝土的结合。

振捣插入前后间距一般为30-50cm，防止漏振。

2.3.2 混凝土养护：对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要，应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护。

对采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土养护时间不得少于7d对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土养护时间不得少于14d混凝土养护用水应尽可能与拌制用混凝土用水相同，浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。

采用塑料布覆盖养护的混凝土覆盖要严密，并应保持塑料布内有凝结水。

对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护，养护时间为14-28天。

对于地下结构
混凝土，养护时应尽早回填，对减少裂缝有利。

2.3.3 混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，混凝土水化热升温时间很短，大约在浇筑后的2-5d，施工时应充分考虑水泥水化热问题，采取必要的降温措施（埋设散热孔、通水排热等），避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。

浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。

3 裂缝处理
3.1 一般表面裂缝处理：首先沿裂缝凿除成深15mm
～20mm、宽150mm～200mm的凹槽，再用钢丝刷将凹槽内的杂物刷除，再用高压水枪冲洗凹槽，待凹槽成湿润状时刷一层素水泥结合层，然后用1∶2水泥砂浆分2～3层补抹，总厚度控制在10mm～20mm，最后用铁抹压密抹光，即可形成刚性防水层，并进行覆盖，同时洒水养护。

3.2 结构层出现裂缝修补时必须经有关权威部门论证后采取可行的方案进行处理，不得私自进行处理。

参考文献：
[1]《混凝土机构工程施工质量验收规范》db50204-2002.《建筑施工手册》第四版，缩印版.。