浅谈混凝土裂缝的成因及预防

陈风展

河北省电力建设第一工程公司河北石家庄050021

摘要：随着混凝土的大规模应用，混凝土裂缝已成为工程建设中的通病，如何防治裂缝已成为一个刻不容缓的技术问题。在其结构设计施工中应尽可能采取有效的技术措施，从原材料和施工方面加强控制，以确保混凝土施工质量。本文针对混凝土结构出现的裂缝成因进行了分析，并提出了切实可行的预防控制措施。

关键词：混凝土；裂缝；成因；预防

混凝土结构裂缝的危害是巨大的,它将直接影响工程的质量、安全、使用功能,加速内部钢筋的锈蚀,影响结构的耐久性、安全使用年限,给人们的生活带来潜在的危害。我们必须高度重视,在工程实践中以预防控制为主,若结构出现裂缝要认真分析原因,并采取相应的措施加以妥善处理。

一、混凝土结构裂缝的成因分析

混凝土产生裂缝的原因有多种，导致裂缝的主因也不尽相同。究其结构设计方面主要因构建承载力不足，地基不均匀沉降和材料性能不能充分发挥等原因；而存在于施工工艺中的主要因素是混凝土原材料选用不当和配合比不合理及施工操作不当；另外，混凝土的后期养护也是比较重要的。混凝土裂缝的成因可简单分为以下几类：

1.干缩裂缝

干缩裂缝的产生主要是由混凝土内外蒸发程度的不同引起。受外部条件的影响，混凝土表面水分损失快，变形较大；内部湿度变化较小，变形较小。较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。

2.沉陷裂缝

沉陷裂缝产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动导致。基层变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

3.温差裂缝

由于内部温度升高产生膨胀和表面由于水分蒸发流失的收缩导致混凝土体积变化不同使混凝土开裂。温度引起的裂缝一种情况是大体积混凝土因水泥水化热导致内外温差过大所引起的温度应力超过混凝土早期抗拉强度时引起的裂缝；另一类是混凝土因环境温度变化而产生膨胀或收缩变形，其中收缩变形又受到外界的约束或内部钢筋的阻碍而产生裂缝。

4.化学反应裂缝

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。

5.塑性收缩裂缝

塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

二、混凝土结构裂缝的预防控制措施

根据混凝土裂缝成因，采取适当措施进行预防要比事后补救有效的多。也就是说采取以防为主的方法，归纳起来，可以从以下几个方面着手：

1.严格控制混凝土材料的选用和配制

应选用安全性好、水热较低的水泥，粗骨料宜选用表面粗糙、质地坚硬的石料，级配良好，空隙率小，无碱性反应，有害物质及粘土含量不超规定。细骨料宜用颗粒较粗，空隙较小，含泥量较低的中沙。外掺料宜采用减水剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩。混凝土配合比的设计，应采用低水灰比，低用水量，以减少混凝土的收缩，严禁随意增加水泥用量。配制混凝土时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥用量，搅拌要均匀，离析的混凝土必须重新搅拌均匀后，方可浇灌。

2.浇筑过程中的裂缝控制

建筑工程施工过程中，为有效的防止出现混凝土施工裂缝，要先确定混凝土的一次浇筑量、易产生裂缝位置以及构造和施工缝之间的间距、混凝土运输过程以及振捣浇筑时间等相关因素。由于混凝土的早期强度较低，提前受载易使构件产生裂缝，因此要避免混凝土在未达到设计强度前过早受荷。在结构施工过程中，尽量避免堆积荷载过大，避免由于振动使结构构件反复受荷。为增强混凝土的抗冲击振动力，可在浇筑混凝土材料表面铺设旧木模板或脚手板，以适当的扩散应力，进而减少楼板裂缝问题的出现。适宜的温度和湿度，有利于混凝土浇筑的质量，混凝土的浇筑不应该选择在湿度相对较小且风速相对较大的环境条件下。大体积混凝土应该分层浇筑，而分层的厚度由搅拌和运输能力、振捣和浇筑速度等条件来决定。剪力墙浇筑应采用长条流水作业，分段浇筑，均匀上升。新浇筑混凝土与下层混凝土结合处，应施工缝接合面均匀浇筑50mm厚与混凝土成分相同的水泥砂浆或半石混凝土。混凝土浇筑应该连续的进行，如果因为故障而使得混凝土浇筑不得不停止时，停留的时间不能超过混凝土的初凝时间。为了克服由于温度收缩而可能产生的有害裂缝应采用跳仓法施工或设置后浇带等方法，可在后浇带中浇筑膨胀型混凝土，以此来达到缓冲的作用。后浇带的设置距离及位置，应在有效降低温差和收缩应力条件下通过计算来确定。

3.捣振过程中的裂缝控制

建议在选择捣振动棒时采取行列式排列、垂直振捣，做到快插慢拔，为了避免混凝土中水泥、沙石等混合原料出现离析现象，施工单位务必严格控制振捣时间，在浇捣时应采用连续不间断的操作方式。施工人员可以通过采用二次振捣，除去混凝土内的气体，以增强混凝土密实度。同时根据混凝土坍落度的不同，正确的掌握振捣的时间，避免过振或漏振。混凝土浇捣后，在初凝前应完成抹平工作，终凝前完成压光工作，建议推广二次抹压工艺，抹光后及时用潮湿的草袋或塑料薄膜覆盖，认真养护，喷涂混凝土养护剂。

4.养护过程中的裂缝控制

合理的养护可以保证混凝土的正常凝结和硬化，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土构件承受外约束力的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。适当提高养护环境温度有利于减少内外温差、缓解降温速度，从而减小温度应力，也有利于混凝土强度增大和应力松弛发挥作用，可以避免混凝土因表面干裂而产生的塑性收缩。养护期间混凝土表面温度与其中心温度之差不大于25C。混凝土养护过程中，如遇风雨天气，应搭设防雨彩条布进行遮盖，同时周边做好明沟排水工作，防止雨水流进基坑内。在高温天气下施工，更应经常浇水养护，这样既可减少因温度过高产生的裂缝，也可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力。

结语

混凝土结构裂缝的成因复杂，要想准确判断裂缝的成因还需做大量细致的调查取证工作。针对混凝土结构裂缝应坚持预防为主的原则，加强设计施工及使用等方面的管理，确保结构安全和避免不必要的损失。