浅谈混凝土裂缝

周才富

东莞市永富混凝土有限公司 广东东莞 523000

摘要：混凝土是一种非均质脆性材料，由骨料、水泥石以及其中的气体和水经计算按一定的比例在搅拌站拌制组成的半成品。在温度和湿度变化的条件下，硬化并产生体积变形，由于各种材料变形不一致，互相约束而产生初始应力，造成在混凝土内出现微裂缝。这种微细裂缝的分布不规则且不连贯，在荷载或应力作用下，裂缝开始扩展，并逐渐互相贯通，从而出现较大的肉眼可见的裂缝，称为宏观裂缝，即通常所说的裂缝。裂缝在混凝土结构仲普遍存在。

开裂发生的原因可能是原材料的选取与配合比的选择不当施工方法和措施有误、建筑物所处的条件影响以及结构不合理等。混凝土所产生的温度收缩、干燥收缩、不均匀沉降、结构应力集中等都可能会导致混凝土开裂。在实际工程中，往往是各种因素多重作用引起混凝土开裂。宽度小于或等于0.05mm的裂缝通常对使用无大的危害，叫做无害裂缝，而结构物的有害裂缝不仅会降低力学性能和承载力，而且直接影响结构耐久性，缩短使用寿命。施工中应采取措施使结构尽量不出现裂缝，或减少裂缝的数量和宽度特别是避免出现有害裂缝。国内外对裂缝宽度都有相应的规定， 如我国的CCES 01- 2004《混凝土结构耐久性设计与施工指南》，对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就明确规定干湿交替和冻融环境下的一般构件为0.2mm;水中和土中环境下为0.3mm。混凝土由于各种收缩引起的开裂问题一直是混凝土结构物裂缝控制的重点和难点。本文通过实例分析混凝土裂缝成因、控制方法以及预防措施，对混凝土工程的设计施工有一定的参考价值。

关键词：混凝土裂缝；温度裂缝；收缩裂缝

一、裂缝类型，产生愿意及控制方法

1、混凝土自身特性原因产生裂缝

1.1 收缩裂缝

收缩裂缝顾名思义其产生原因就是混凝土硬化后水份蒸发体积 收缩。从理论上讲，当混凝土在无任何约束而处于自由收缩时，不会产生裂缝，而实际工程中，混凝土总是受到各种约束的，如两端的约束、内部配制钢筋的约束等。由于混凝土收缩过程中受到约束，因而内部产生拉应力，当拉应力大于混疑士的抗拉强度时，就会产生收缩裂缝。一般来讲，混凝土受到的约束越大，其立生的收缩裂缝越多或越宽。由于混凝土体积收缩是因为水份蒸发、干燥导致的因而收缩裂缝也通常称为干缩裂缝。因为混凝土中的水份蒸发通常情况下主要在混凝土浇捣后的硬化过程中和硬化早期一个月左右时间内完成的，尤其在硬化过程中水份蒸发速率相对较大:因而，相应地收缩裂缝出现的时间一般在混凝土浇岛后的硬化过程中和硬化早期一个月左右的时间内，通常情况下，混凝土拆模时收缩裂缝就已基本形成，有时只是因为裂缝太细、太窄不易被发觉，之后随着混疑土水份的进一步蒸发，其收缩裂缝逐渐变粗，或者由于产生渗漏等情况，才被发觉。一般情况下，几个月以后，混凝土体内多余水份蒸发已基本完成，混凝土内湿度与环境湿度基本趋于一致，因而收缩裂缝的宽度发展也趋于停止，处于相对稳定状况。当然，之后还将随着环境湿度和温度的变化而略有变化，当环境湿度变大时，混凝土将吸取空气中的水份，而收缩裂缝变窄些，反之当环境湿度变小时，混凝土收缩裂缝将变宽些。另外，还随着环境温度变化，混凝土也将产生热胀冷缩现象，因而收缩裂缝也会随着环境温度的升高而变窄些，反之，随着环境温度的降低而变宽些。这种变化可分为:早期体积变化、硬化过程的体积变化、硬化后的体积变化。

1.2 干燥收缩

由于水泥混凝土的脱水干燥其长度或体积会有所减少称干燥收缩。混凝土的干燥收缩主要是由于水泥石的干缩引起的水泥石的收缩比混凝土大约为普通混凝土的ld的龄期为基准相对湿度70%左右的环境下，最终的收缩变形为左右。影响其干缩变形的主要原因可分为内外两方面原因:内因涉及单方水泥用量、用水量、水灰比、骨料(品种和单方用量)以及构件大小(厚度);外因则涉及环境相对湿度、干燥时间等。

1.3 水化收缩

水泥和水反应后生成物体积会比反应前水泥和水的体积减小;水化反应的同时绝对体积也会减少即产生水化收缩。

1.4 混凝土自身收缩

所谓自身收缩是指在外部无水分供应时水泥浆的骨架形成后伴随着水泥水化反应的逐步完成水泥浆中的水被消耗会形成弯液面而发生负压，出现的收缩现象。

1.5 干湿引发的体积变化

硬化后混凝土结构虽然是稳定的但在水中或者高湿度的地方,会由于吸水而产生膨胀,称之为润湿膨胀。影响其膨胀率的主要原因有:混凝土中单方用水量、水泥用量、水灰比、骨料以及构件的大小(厚度)、混疑土浸水前的干燥状态以及水中存放期限等。

二、混凝土结构受力裂缝

结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用都可能出现裂缝。例如早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%-40%的设计荷载，就可能出现裂缝，肉眼一般不能察觉，而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的15倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝有的文献称之为无害裂缝)。在钢筋混凝土设计规范中，分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2-0.3mm对那些宽度超过规范规定的裂缝， 以及不允许开裂的构件上出现裂缝则应认为有害，需加以认真分析，慎重处理。

三、施工工艺及流程造成的裂缝

1、在施工中，不规范的浇捣过程对裂缝产生也有直接影响振捣时间过短，或振捣不到位，混凝土都无法达到密实状态:而如果振捣时间过长，石子下沉上面砂浆偏多，该处水泥较多，干缩变形也就较大，收缩不均匀也容易产生裂缝。

2、模板、垫层过于干燥模板、垫层在浇筑混凝土之间洒水不够，过于干燥则模板吸水过大，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。

3、养护不当造成的裂缝过早养护会影响混凝土的胶结能力:过迟养护，如干燥过快，则通常在表面上产生宽度小目不规则的收缩裂缝。开始养护的时间应该考虑气温、湿度、风速等等因素，一般情况下，在混凝土初凝时，需开始养护养护措施要合理，应该采用麻袋覆盖浇水养护，以保证混凝土表面能够充分的湿润，养护时间应在7天以上。养护不好则对混凝土整体质量影响特别显著，将直接影响到混凝土的抗裂能力。特别是在冬季和夏季施工期间，更要注意混凝土内外温差和湿度的控制。

四、混凝土裂缝预防措施

设计方面、施工方面的因素可以通过人为措施进行干预和调整，并且能够得到改善甚至于做到完全避免:而混凝土自身的干缩变形确是无法完全避免的，因为它是混凝土本身固有的特性，我们只有通过改善各种影响混凝土干缩变形的因素，才能减少和减小混凝土的裂缝产生和宽度。对混凝土裂缝的控制方法，应该以预防为主，同时在施下过程做好过程控制，尽量做到按设计和施工规范进行操作，如果发现微小裂缝存在，应及早进行处理补救。现针对现场实际可能 出现的情况，提出以下控制措施和建议。

1、严格控制混凝土施工配合比

根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比。严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子，减小空隙率和砂率以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。

2、做好混凝土的浇筑和振捣

在混凝土浇捣前，应先将基层和模板浇水湿透，避免过多吸收水分，浇捣过程中应尽量做到既振捣充分又避免过度。在楼板浇捣过程中更要派专人护筋，避免踩弯面负筋的现象发生。通过在大梁两侧的面层内配置通长的钢筋网片:承受支座负弯矩，避免因不均匀沉降而产生的裂缝。混凝土浇捣完成后，要及时进行养护，包括湿度和温差方面的要求。禁止在混凝土强度未达到设计和施工规范规定要求的情况下，擅自进行拆除支撑和模板。同时应根据设计提供的承载力限值，合理进行材料堆放。

五、混凝土裂缝处理措施

1、表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修朴方法。它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及探进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料。在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

2、灌浆、嵌缝封堵法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补。它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法。它通常是沿裂缝凿槽。在槽中嵌填塑性或刚性止水材料。以选到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡腔等等。常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

六、实例工程概况

2021年11月日常平镇新城学校3号宿舍楼C30三层梁板，实际浇筑175方，当时气温和风速见表二

表一

表二

表三（四图）

该实例裂缝出现收缩裂缝（干缩裂缝），特别是冬季风速大，气温低，养护不及时未能采用麻袋覆盖浇水养护或者使用薄膜，混凝土养护水分得不到及时有效的补充以至于混凝土表面未能够充分湿润，而且养护应在7天以上，项目赶工也导致浇筑板面后第二天就上材料过早堆放构件，施工超载，最终在各种因素叠加的作用下出现板面大面积裂缝，发现后及时灌浆修补，采用了环氧树脂，如上表三（四图）。

七、结束语

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、使用功能和观瞻,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。因此《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-95《混凝土质量控制标准》GB50164-92《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002等标准与规范中都对其有详细而严格的要求。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。

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