建筑混凝土裂缝的研究和控制

徐小丽

徐小丽（重庆农业高新技术开发区管委会）

摘要：现代工程建设中，混凝土裂缝现象在众多的工程质量问题中尤为突出，因此分析混凝土裂缝的成因并提出有效的控制措施具有重大的意义。形成混凝土裂缝的原因有很多，本文将对混凝土裂缝的成因和特性进行分析，并从设计、材料以及施工三个方面提出预防措施。

关键词：混凝土；裂缝；成因；控制

引言：混凝土结构裂缝的发生的原因很复杂也是不可避免的，混凝土裂缝的防治重点在于“防”，而不在于“治”，当这些裂缝发生后，必须先查明裂缝产生的原因，判明裂缝的类型，才能选择正确的处理方法，同时要通过合理设计混凝土配合比、正确选用原材料、合理设计建筑结构、加强施工监控、严格遵守施工技术规程、提高施工技术水平，这样才有可能最大程度减少混凝土裂缝的产生，把裂缝宽度控制在设计范围内，尽量减少裂缝造成的危害。

1.混凝土裂缝产生的原因1.1设计问题（1）楼板刚度不足：设计按多跨连续板进行配筋计算，侧重于满足结构安全，较少考虑混凝土收缩特性和温度变形等多种因素，其刚度较小对裂缝控制很不利。

（2）楼板构造配筋设计不周：设计在支座处按常规配设负筋，在中部板面不配钢筋，当板面出现温度变形和混凝土收缩，因无构造钢筋约束，板面即出现裂缝。

（3）楼板内布线欠合理：由于水电施工图由各专业设计，实际施工中出现水电管交叉叠放，或由于设计考虑管内容线面积，部分预埋管径≥D25；且设计管线位置在楼板跨中，即在单层双向配筋处，楼板有效截面受到很大程度削弱，成为楼板最易开裂的部位；当楼板收缩应力大于混凝土极限抗拉强度时，即出现沿管线表面呈直线状的裂缝。

（4）从房屋的空间结构来看，剪力墙刚度大，约束了剪力墙间梁板的水平向自由变形，而梁刚度又较板刚度大，因各类因素引起的水平向收缩变形均集中到剪力墙间刚度最小的板上，造成这块板开裂。

（5）膨胀剂的选用与掺量：设计未明确混凝土的限制膨胀率，只提出膨胀剂的品种和掺量范围，施工时按设计提供掺量进行配比施工，使混凝土的实际限制膨胀率不能达到最佳限制膨胀率。

1.2施工问题（1）施工时，钢筋位置摆放不正确，在结构中引起的裂缝。

（2）模板支护不当，在构件中产生的裂缝。

（3）施工使用的原材料不符合设计要求或不合格而引起的裂缝。

（4）施工时，构件未达到规定的强度要求便使其承受堆载等荷载而引起的裂缝。

（5）施工质量达不到要求而引起的裂缝。

1.3材料问题（1）粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。

（2）骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。

（3）混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。

（4）水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。

（5）水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。

2.混凝土裂缝控制措施2.1设计方面（1）在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。

所谓‘抗’就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施；而所谓‘放’就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。

（2）设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。

（3）积极采用补偿收缩混凝土技术。

常见混凝土裂缝中，相当部分是由于混凝土收缩而造成的。要解决此问题，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。实践证明，效果很好。

2.2材料方面充分重视原材料的选用，精心设计混凝土的配合比，减少混凝土的收缩开裂。

（1）水泥是混凝土中主要的胶凝材料，也是混凝土中强度的主要提供者。在混凝土结构工程中尤其是大体积混凝土工程中，宜采用低水化热的水泥，也不宜采用早强水泥，因为早强水泥不仅会使混凝土水灰比减少还会大大增加混凝土早期的弹性模量，从而增加收缩值。

此外为降低水泥水化热以及改善混凝土拌合物的和易性，还应适当加入粉煤灰等掺合物。

（2）粗、细骨料：粗、细骨料是混凝土的重要组成，它在混凝土中主要起到骨架的作用，并且对胶凝材料的收缩具有一定的抵抗作用。集料的级配越好，所组成的混凝土骨架越稳定，抵抗变形能力越好。同时，集料的级配越好，能降低混凝土中单方水和水泥的用量，降低混凝土的收缩。研究表明，级配良好的碎石与卵石，对减少混凝土的收缩比较有利。

（3）用水量：一般情况下，水灰比越小，混凝土的干燥收缩越小，但水灰比太小则对抗裂性能不利，因此建议水灰比取为0.45，最小不低于0.35。

（4）减水剂：缓凝型高效减水剂的不仅可以降低混凝土的水灰比，也可以降低混凝土的早期升温。

（5）膨胀剂：膨胀剂主要通过水化产生具有膨胀作用的物质，在限制条件下，膨胀能转变为预压应力，改善了混凝土内部应力状态，可以降低混凝土收缩引起的裂缝，掺量约为水泥的10%左右。

2.3施工方面（1）浇捣工作浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，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。

（2）混凝土养护混凝土裂缝防治工作中，新浇混凝土早期养护尤为重要，可保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。

（3）夏季应注意混凝土的浇捣温度，采用低温入模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。

（4）体积收缩引起的裂缝防治收缩裂缝分为干缩裂缝和塑性收缩裂缝。干缩裂缝多发生于混凝土终凝前后，产生这种裂缝的原因主要是混凝土在硬化过程中，由于环境气候条件的影响，混凝土表面的水分蒸发，水泥石中的凝胶体逐渐干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。塑性收缩裂缝多发生于新浇混凝土的板面、地面或具有较大面积的构件表面。裂缝的形状不规则、长短不一、互不连贯。产生这类裂缝的原因主要是混凝土多为室外露天浇筑。

收缩裂缝的控制主要在于控制湿度的变化，使结构、构件具有相对稳定的湿度。具体措施有：适当选择配合比，掺外加剂控制水灰比、在混凝土中搀加粉煤灰，利用后期强度以降低水泥用量和温升，严格控制砂、石的含泥量，避免使用粉砂，以提高混凝土抗拉强度；加强混凝土的早期养护，混凝土浇筑之后，采用塑料薄膜和草袋覆盖以确保混凝土内外温差小于25℃，并洒水湿润养护。在气温高、湿度低、风速大的天气及早覆盖、喷水雾养护，并适当延长养护时间；加强混凝土表面的抹压、但应注意避免过分抹压；采用密封保水法，如在混凝土表面喷水养护或覆盖塑料薄膜，使水分不易蒸发或采用其他方法减少空气流动。延缓表面水分蒸发的办法；构件长期露天堆放时，应继续适当洒水或覆盖养护以便有较长的保温养护时间，特别是薄壁构件，应置于阴凉地方覆盖堆放。

3.结语综上所述，对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题，需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。

参考文献：[1]李跃彬.谈建筑工程混凝土裂缝的成因与防治[J].科技致富向导,2011,26:328.[2]廖正欢,陈健伟.建筑工程混凝土裂缝的成因及控制探析[J].科技资讯,2011,29:80.