浅谈混凝土结构工程中裂纹的控制

【摘 要】混凝土中产生裂纹有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格，模板变形，基础不均匀沉降等。本文通过对混凝土工程施工中裂纹产生的原因分析、混凝土工程裂纹的防治措施分析、裂纹存在的一般规律分析、混凝土裂纹的处理分析等，阐述了结构混凝土的裂纹控制，可为具体施工中混凝土裂纹控制提供参考和借鉴。

【关键词】裂纹；原因；规律；防治措施；处理

引言：

裂纹的危害程度是众所周知的，它不但会影响混凝土的防水性，而且由于水的渗入造成钢筋的锈蚀，会严重降低钢筋混凝土结构的寿命，裂纹的长度和宽度达到一定的程度后，还会影响结构的安全性。由于混凝土开裂渗水带来了一系列的工程质量问题，需花费大量的资金进行工程的修补。

1 混凝土工程施工中裂纹产生的原因分析

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。

气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂纹。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂纹。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右。由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂纹的薄弱部位。

在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 裂纹存在的一般规律分析

2.1 大量工程混凝土的裂纹在混凝土浇筑后不久就己经出现，一般出现在拆模后的第二天到两周内。部分工程拆模时就发现有一些细微的裂纹。拆模后，裂纹的数量和长度、宽度都会迅速增加、发展。

2.2 裂纹集中出现在墙体、楼板等工程部位，开裂严重时，墙体出现规则的约2-5m间距的裂纹。C50以上的混凝土柱子存在环裂现象，而基础大体积混凝土开裂问题一般能得到较好的控制。

2.3 施工季节对裂纹的影响较大，这是因为不同的温度、湿度环境对混凝土的水化、硬化过程产生了很大的影响，夏季高温季节、大风天气等环境下施工的混凝土开裂现象较多。

2.4 水泥存在颗粒级配不合理现象，细度过细，造成混凝土强度发展较快，一些工程3天混凝土强度就达到了设计要求，加大了混凝土产生裂纹的几率或者加剧了裂纹的数量和宽度。

2.5 除混凝土自身收缩因素外，配筋分布型式不合理等因素时有发生。

3 混凝土工程裂纹的防治措施

3.1 塑性收缩的防治

3.1.1 选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥；

3.1.2 严格控制水灰比，增加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量；

3.1.3 在浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透；

3.1.4 及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护；

3.1.5 是在高温和大风天气里要设置遮阳和挡风设施，及时养护。

3.2 沉陷裂纹的防治

3.2.1 对松软土、填土地基在上部结构施工前进行必要的夯实和加固；

3.2.2 保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀；

3.2.3 防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡；

3.2.4 模板拆除的时间不能太早，要注意拆模的先后次序；

3.2.5 在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。

3.3 温度控制措施

3.3.1 严格控制混凝土人模温度。大体积混凝土最好选在春秋季施工，以降低人模温度，既是在夏季施工最好采取有效措施降低人模温度，再者浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒。施工过程中应对碎石洒水降温，保证水泥库通风良好，自来水预先放人地下蓄水池中降温。

3.3.2 加强混凝土的测温工作。为及时掌握混凝土内部温度与表面温度的变化值，在混凝土内埋没若干个测温点，采用L形布置，每个测温点埋设测温管2根，一根管底埋置于混凝土的中心位置，测量混凝土中心的最高温度，另一根管底距混凝土上表面10cm，测量混凝土的表面温度，测温管均露出混凝土表面10cm。用100的红色水银温度计测温，以方便读数。第1-5d每2h测温1次，第6d后每4h测温1次，测至温度稳定为止。从已有施工经验的测温情况看，混凝土内部温升的高峰值一般在3.5d内产生，3d内温度可上升到或接近最大温度，内外温差值在20℃左右，控制在规范规定范围内，未发现异常现象。

4 混凝土裂纹的处理

4.1 表面处理法。包括表面涂抹和表面贴补法。涂抹适用范围是浆材难以灌人的细浅的裂纹，深度未达到钢筋表面的发丝裂纹，不漏水的缝，不伸缩的裂纹及不再活动的裂纹。表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏。

4.2 填充法。用修补材料直接填充裂纹，一般用来修补较宽的裂纹，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm深度较浅的裂纹，或是裂纹中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂纹、及小规模裂纹的简易处理方案可采用开V型槽，然后做填充处理。

5 结语

总之，通过对裂纹产生原因的了解和对裂纹预防措施的掌握，可在施工中尽量减少或避免裂纹的产生。当混凝土结构物出现裂纹时，要认真分析原因，并对裂纹进行正确的评估，在此基础上再有针对性地对裂纹进行修补，以保证结构的安全和使用寿命。

参考文献：

[1]魏姗. 聚合物改性水泥混凝土复合梁的裂纹发展规律研究[D].重庆交通大学，2012.

[2]谷建义. FRP阻裂增强梁的有限元分析与试验研究[D].重庆交通大学，2008.

[3]李颖. 钢筋混凝土受弯构件裂纹发展规律研究[D].重庆交通大学，2009.