混凝土变形裂缝的成因及防范措施

混凝土变形裂缝的成因及防范措施


摘要：混凝土是目前工程建设中使用最普遍的材料之一。混凝土耐久性直接影响到

混凝土的使用寿命和使用成本，而变形裂缝是影响混凝土耐久性的重要因素。本文分析

了大体积混凝土及高强度混凝土变形裂缝产生的原因，提出了防范措施及防裂混凝土的

发展方向。

关键词：混凝土 变形裂缝 成因 防范措施

混凝土裂缝是长期困扰建筑工程处理措施做一些探讨。
的难题，尽管在施工中采取各种措施，
裂缝仍然存在。混凝土裂缝主要分为三一、混凝土变形裂缝产生的原因
类：一类是由荷载（包括施工和使用阶1、温度的变化
段的静荷载、动荷载）引起的裂缝，一混凝土由于温度变化发生体积变
类是由变形（包括温度、湿度变形，不形，膨胀或收缩这是材料固有的物理特
均匀沉降、化学反应等）引起的裂缝，性。当这种体积变化受到约束时就会产
另一类是因施工操作（如制作、脱模、生内应力，当由此产生的混凝土内部的
养护、堆放、运输吊装车）引起的裂拉应力超过混凝土抗拉强度极限时，混
缝。这里仅就混凝土变形裂缝的成因和凝土便产生温度裂缝。例如大体积混凝

文/陈红安

土浇筑后，混凝土在硬化期间水泥产
生大量水化热，内部温度不断上升，
使混凝土表面与内部温差很大，如果其
内部温度与表面温度超过25℃时，混凝
土表面就会引起拉应力，当这种拉应力
超出混凝土的抗裂能力时，就会产生裂
缝；就是在后期混凝土降温过程中，如
果其降温速率过快，当超过规范规定的

1.5℃/d时，由于受到基础、内部、钢
筋、混凝土本身的约束，又会在混凝土
内部出现拉应力，混凝土表面温度降低
的同时表面还会引起很大的拉应力。这
些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，还
会出现裂缝。
2、收缩裂缝

混凝土的收缩分为自生收缩、塑性

荷载差异而产生较大的不均匀沉降。因
此，对于在软弱地基上建造的建筑物，
采用简单的平面形式，可减少不均匀沉
降产生的裂缝。房屋的长高比不宜过
大。长高比是保证砖混结构建筑物刚度
的主要因素，长高比过大的建筑物，调
整地基不均匀变形的能力就差。如果将
建筑物的长高比控制在一定的范围内，
则建筑物整体具有调整地基不均匀变形
的能力，则房屋不容易出现裂缝。一般
砖混结构房屋的长高比不宜大于2.5。

3、加强房屋整体刚度和强度

（1）合理布置承重墙。设计时应
尽量将纵墙拉通，避免断开和转折:每
隔一定距离设置一道横墙，将内外纵墙
连接起来，形成一个具有一定空间刚度
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的整体，以提高调节不均匀沉降的能
力；（2）合理设置钢筋混凝土圈梁，
圈梁能增强纵横墙的连接，增强砖混结
构房屋的空间刚度和整体性，显著调整
房屋的不均匀沉降。所有圈梁均应在一
个水平面内连接成封闭系统；（3）不
宜在砖墙上开过大的洞。多层砖混结构
房屋底层如窗洞过大，窗台下墙体易产
生反向弯曲而出现裂缝。

4、合理安排施工程序，采用分期施工

先建荷载较重的单元，后建荷载
较轻的单元；埋置较深的基础先施工，
易受相邻建筑物影响的房屋后施工，以
减少房屋各部分的不均匀沉降。对于荷
载较大的建筑物，荷载宜逐步均匀地增
加。

结语

砖混结构是目前我国城乡住宅建筑
和学校公寓等普遍采用的形式。砖混结
构房屋在建设和使用过程中出现的墙体
裂缝，是相当普遍的现象，也是长期困
扰着工程技术人员的技术难题。对于如
何防止砖混结构房屋的墙体开裂，很大
程度上依然依赖于广大工程技术人员的
实践经验。尤其是对于砖混结构房屋墙
体裂缝的计算问题，我们至今还没有一
套系统的理论指导，所以目前的砖混结
构抗裂设计还是处于一种“低级经验设
计阶段”。因此，对于砖混结构墙体裂
缝的研究任重而道远。

（作者单位：浙江杭州三方建设有
限公司）



工程结构与施工技术

GONG CHENG JIE GOU YU SHI GONG JI SHU

收缩、碳化收缩、干缩。

自生收缩也称硬化收缩，这是混
凝土凝结硬化过程中由于化学作用引起
的收缩，是化学反应的结果，这种收缩
与外界温度变化是没有关系的。自生收
缩可能是正的变形，也可能是负的(膨
胀）。例如普通硅酸盐水泥及大坝水泥
混凝土的自生收缩是正的，即是缩小变
形，而矿渣水泥的混凝土的自生收缩是
负的，即为膨胀变形。对于高强度混凝
土而言，由于其本身具有较高的自缩，
较大的冷缩，如果在施工中没有采取相
应补偿收缩的措施，也将出现变形裂
缝。

塑性收缩，混凝土浇筑后还处于
塑性状态时，水泥水化反应激烈，混凝
土内水份急剧蒸发现象，引起失水收
缩，是在初凝过程中发生的收缩。塑性
收缩的量级很大，可达1%左右，所以
在浇筑大体积混凝土后4～15h内，在混
凝土表面特别是在养护不良的部位出现
龟裂，裂缝无规则，既宽(1mm2mm)有
密(5mm10mm)，属表面裂缝。由于沉缩
的作用，这些裂缝往往沿钢筋分布。水
灰比过大、水泥用量大、外掺剂保水性
差、粗骨料少、用水量大、振捣不良、
环境气温高、表面失水大等都能导致塑
性收缩表面开裂。

碳化收缩，即大气中的二氧化

碳
与水泥的水化物发生化学反应引起的收
缩变形。由于各种水化物不同的碱度，
结晶水及水分子数量不等，碳化收缩量
也不大相同。碳化作用只有在适中的温
度，约50%左右才发生。碳化速度随二
氧化碳浓度的增加而加快，碳化收缩与
干燥收缩共同作用导致表面开裂和面层
碳化。干湿交替作用使混凝土收缩更加
显著。

干缩（失水收缩），一般多在混凝
土硬化过程中，由于混凝土失水干燥，
引起体积收缩变形，这种体积变形受到
约束时，就可能产生干缩裂缝。

3、混凝土水灰比、塌落度过大，或使
用过量粉砂

混凝土强度值对水灰比的变化十分
敏感，基本上是水和水泥计量变动对强
度影响的叠加。因此，水、水泥、外掺
混合材料、外加剂溶液的计量偏差，将
直接影响混凝土的强度。而采用含泥量
大的粉砂配制的混凝土收缩大，抗拉强
度低，容易因塑性收缩而产生裂缝。泵
送砼为了满足坍落度大、流动性好的泵
送条件，易产生局部粗骨料少、砂浆多
的现象，此时，砼脱水干缩时，就会产
生表面裂缝。

二、混凝土裂缝防范措施

必须控制好原材料的质量，特别是
砂石的含泥量，它对混凝土的抗拉强度
及收缩变形影响很大，配合比计量控制
要满足规范要求。

加强养护，使混凝土表面保持湿
润状态，不断补充蒸发的水分，这样既
可以防止混凝土的干缩裂缝，又可以加
速混凝土的水化，提高混凝土的抗拉强
度。对大体积混凝土加强保温养护，是
减少温度裂缝的最有效的措施。大体积
混凝土的保温养护可以采用草袋同塑料
薄膜联合使用，用草袋进行保湿，用塑
料薄膜保温，保温层的拆除应根据测温
情况而定，要确认内外温差低于25℃时
方可拆除，避免因为降温速度过快而引
起混凝土开裂。

严格控制混凝土的水灰比，混凝土
的水灰比越大，其体积收缩也就越大，
特别是在混凝土初凝时水灰比过大将出
现大量不规则的裂缝。在混凝土初凝前
用木搓板进行一次搓压，可以防止混凝
土早期收缩。对大体积混凝土来说，尽
可能在保证强度的前提下，减少水泥的
用量，可以用优质的粉煤灰取代一部分
水泥，这样既可降低成本又能够降低水
化热，减少混凝土收缩，对防止裂缝是
有利的。

另外，高强度混凝土要选择使用热
膨胀水泥，使用普通水泥要掺入超细矿
粉和膨胀剂，使用免震自密实流动性混
凝土等。

三、防裂混凝土发展方向

防裂混凝土应向高性能混凝土方向
发展，这是不言而喻的。根据防裂混凝
土的特点，其发展方向如下：

其一，具有高度体积稳定性的混

凝
土。即具有较小的收缩，达到在约束状
态下的混凝土，其极限收缩所产生的拉
应力小于混凝土的极限拉应力，使混凝
土自身具有抵抗开裂的能力。如抗裂合
成纤维混凝土的应用：在混凝土中掺加
抗裂合成纤维后，混凝土抗裂强度显著
提高，能有效控制混凝土塑性裂缝的产
生、扩展，降低裂缝宽度和长度，有效
提高混凝土抗裂性，对早期硬化过程中
的混凝土有很显著的阻裂效果，为解决
混凝土表面龟裂提供一个新途径。

其二，具有较小的水化热，避免
混凝土因内外温度梯度所产生的拉应力
而拉裂混凝土。如通过合理的配合比设
计，掺入适当的矿物掺和料，解决混凝
土早期收缩偏大问题，也是防裂混凝土
下步重要发展方向。

其三，具有良好的耐久性，包括
很强的抗水渗透能力、抗抓离子渗透能
力、抗硫酸盐腐蚀能力、抗碳化能力和
抗冻能力。如在混凝土中掺入高效增强
抗裂剂，使之具有减水率高、缓凝时间
长、抗渗性强、保水性能好、水化热
低、施工方便等优点，复合性外加剂将
会在抗裂混凝土中进一步推广和使用。

其四，向绿色混凝土方向发展。尽
量减少水泥用量，以减少因生产水泥所
产生的二氧化碳；利用工业废料或城市
废弃物，生产混凝土原材料，保护人类
环境资源，保护人类生存环境。

（作者单位：中铝股份山西分公
司）


中华建设
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