水泥混凝土裂缝成因分析与预防措施

摘要：裂缝是混凝土结构中普遍存在的现象，本文通过分析混凝土裂缝的成因，提出了预防混凝土裂缝的具体措施，可为类似工程提供借鉴。

关键词：混凝土 原因措施

中图分类号：TU37文献标识码： A

1、前言

水泥混凝土是土木工程中使用最广泛、用量最多的一种混合材料。它具有许多优点。但也存在一些弱点．如均匀性差、离散性大，容易产生裂缝，尤以裂缝为突出病害．也是长期困扰我们工程技术人员的问题。

2、裂缝产生的原因

混凝土在硬化过程中会产生体积变形。由于各种材料的线膨胀系数不同，由互相约束而产生初始压应力、拉应力或剪应力，造成在骨料与水泥石的粘结面上或水泥石本身之间出现肉眼难以看到的细微裂缝，一般称之为微裂缝。在荷载或温度作用下，裂缝扩展，并逐渐互相贯通，从而出现较大的肉眼可以看到的裂缝。一般宽度达到0．03～0．05 mm时称为宏观裂缝，即通常所说的裂缝混凝土的裂缝实际上是微裂缝的扩展。微裂缝在混凝土中是不可避免的，对使用影响不大。钢筋混凝土规范明确规定：结构在所处的不同条件下。允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中，应尽可能采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度．尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。

3、裂缝的分类及预防措施

3.1塑性裂缝

塑性裂缝一般出现在结构表面，形状不规则．且长短不一，短的仅20～30cm，长的可达2～3m，宽l～5 mm，类似干燥后的泥浆面。塑性裂缝大都出现在混凝土浇筑初期，一般在浇筑几小时之后出现。当混凝土本身与外界气温相差悬殊。或本身温度长时间过高，而气候又很干燥时，便会出现塑性裂缝

3.1.1塑性裂缝的成因

塑性裂缝多是由于混凝土浇筑后表面没有及时覆盖，受到风吹日晒，表面游离水分蒸发过快，体积急剧收缩引起的。因为此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种变形能力，从而开裂。另外，使用收缩率较大的水泥和使用过量的细砂和粉砂以及水灰比过大、模板过于干燥也会导致塑性裂缝。

3.1.2塑性裂缝的预防措施

（1）选用干缩较小、早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥，严格控制水泥用量和掺合料的用量，选用级配良好的砂子和石子。气温较低时，在混凝土中添加促凝剂．以加速混凝土的凝结和强度发展，或加入一定量的纤维．如钢纤维、聚丙烯纤维等

（2）浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿透。

(3)振捣密实，减少混凝土的收缩量。

(4)混凝土浇筑后，在初凝前完成抹平工作，终凝前完成压光工作，抹光后及时用潮湿的草袋或塑料薄膜覆盖，认真养护。

(5)在气温高、风速大、空气干燥的天气施工时，加挡风设施。混凝土浇筑后应及早进行喷水养护，使其保持湿润，大面积混凝土宜浇筑完一段养护一段。在炎热季节，需加强表面的抹压和养护，必要时加设遮阳挡风及喷雾设施等。

3.2干缩裂缝

干缩裂缝一般处于结构的表面，尺寸多在0．O5～0.20mm之间，其走向纵横交错，没有规律性。较薄的梁板构件的干缩裂缝多沿短边方向分布：整体性结构的干缩裂缝多发生在截面变化处；预制构件的干缩裂缝多发生在箍筋位置。干缩裂缝一般在混凝土露天养护完毕一段时间后在表层和侧面出现，并随温度和湿度变化而逐渐发展。

3.2.1千缩裂缝的成因

干缩裂缝的产生一般缘于养护不当。在风吹日晒下，混凝土表面水分散失过快，体积迅速收缩，而内部温度变化小。收缩小，表面的收缩变形受到内部混凝土的约束，产生拉应力．引起混凝土表面裂缝 或者构件因水分蒸发而产生体积收缩．受到地基或垫层的约束而出现干缩裂缝。

3.2．2干缩裂缝的预防措施

（1）选择合适的水泥品种和用量。

（2）混凝土的干缩受用水量影响很大，在同一水泥用量下，混凝土的干燥收缩和用水量成正比。综合考虑水泥用量和用水量，水灰比越大，干燥收缩越大。因此，在混凝土配合比设计过程中应尽可能将每立方米混凝土的用水量控制在170kg以下。

（3）矿渣、火山灰等粉状混合料掺加到混凝土中一般都会增大混凝土的干缩值，但是质量好、含有大量球形颗粒的一级粉煤灰由于内比表面积小、需水量少，故能降低湿混凝土干缩值

（4）掺加减水剂，特别是同时掺加粉煤灰的双掺技术不会增大干缩值，但是对于某些减水剂，尤其是具有引气作用时，有增大混凝土干缩的趋势。因此，要选用干燥收缩小的外加剂。

（5）混凝土浇筑面受到风吹目晒，表面干燥过快，受到内部混凝土的约束，在表面产生拉应力而开裂。如果在混凝土终凝之前进行早期保温、保湿养护，对减少干燥收缩有一定的作用。

3.3温度裂缝

温度裂缝一般走向无一定规律。梁、板类长度尺寸较大的构件，裂缝多平行于短边：大面积的构件，裂缝常纵横交错；深入的和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密，裂缝宽度一般在0.5～10mm之间。热胀引起的温度缝是中间粗、两端细。冷缩裂缝的粗细变化不太明显，其宽度在0.5 mm以下，且从上至下没有太大变化、温度裂缝大多发生在施工的中后期，缝宽受温度变化影响较明显。

3.3.1温度裂缝的成因

温度裂缝多缘于较大温差、水泥水化过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的前7天内．从而使混凝土内部温度升高，对大体积混凝土来说，这种现象更严重。因为混凝土内部和表面的散热条件不同，所以混凝土中心温度高，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力，温度应力和温度差成正比，当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力(包括混凝土抗拉强度)时，就会产生裂缝。这种裂缝初期出现时很细，随着时间的发展而继续扩大，甚至出现贯穿的情况。

3.3.2温度裂缝的预防措施

(1)混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关，对于大体积混凝土，其形成的温度应力与结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大。因此防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。

(2)应考虑选择粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥或复合水泥。对于体积较大的结构，应优先选择中热水泥甚至低热水泥。

（3）可充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量。

（4）在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、引气的外加剂。

（5）对于大体积混凝土，应控制混凝土料的入模温度；掌握好浇筑的时间；加强养护，一般在浇筑完成后，对混凝土表面进行覆盖，并进行测温跟踪，以保证混凝土内、外温差不超过25度，否则应立即采取措施来改善。

3.4荷载裂缝

混凝土构件或结构在使用荷载、施加预应力、台座(施工时)或基础（使用时)变形时可能产生裂缝 荷载裂缝的分布、形状随荷载形式而异 在不改变混凝土等级的情况下，要使混凝土不产生荷载裂缝，关键是控制应力值，通常需通过结构验算和合理的施工方法来解决。

4. 结束语

以上对混凝土在施工中产生裂缝的原因和预防进行了理论和实践上的初步阐述。虽然学术界对于混凝土裂缝产生的原因有不同的理论，但具体的预防和改善措施较统一，同时在实践中的应用效果也较好。具体施工中要多观察、多比较，出现问题后要多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。