小议混凝土收缩裂缝问题及预防措施

【摘要】当前，混凝土由于各种收缩引起的开裂缝问题一直是混凝土结构裂缝控制的重点和难点。对于绝大多数的收缩裂缝是可以通过施工作业得到有效防止；为了有效控制混凝土裂缝的出现与加剧，本文在此对混凝土收缩开裂进行说明，并提出有关的预防措施：

【关键词】混凝土；收缩；裂缝

一.混凝土收缩的主要类型

为了有效防止混凝土收缩裂缝的出现，在此对混凝土收缩进行简略说明。

1.自收缩：是指混凝土体系与外界没有水份交换的情况下，由于水泥水化反应消耗混凝土内部结构中毛细孔水使混凝土内部自干燥作用所引起的宏观体积收缩；它从混凝土初凝后就开始发生，主要持续在混凝土凝结硬化后的几周内，尤其是凝结硬化后的头几天。

2.沉降收缩：是指混凝土浇筑后，相对密度不一的原材料在重力或其他外力（振动）作用下，骨料下沉水泥浆上升，特别是水泥浆中比重较轻的掺合料等上升，并挤出部分水份（泌水）和空气，这种沉降（收缩）直至混凝土硬化后才停止；当沉降收缩产生的拉应力大于沉降部分混凝土的张拉应力时，混凝土就产生裂缝。

3.干燥收缩：干缩主要是由于混凝土终凝后内部水泥石的孔隙（气孔、毛细孔、凝胶孔）水份蒸发而产生；干缩量随龄期逐渐增长。

4.温度收缩：混凝土在硬化初期，水泥水化所产生的大量水化热使混凝土中心温度急剧增温，而混凝土表面和边界受外界气温影响温度较低，这种较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力面层产生拉应力；当该拉应力超过混凝土抗拉极限强度时，混凝土表面产生裂缝。

6.碳化收缩：由于混凝土中水泥水化物与空气中的水、二氧化碳发生化学反应称为碳化，由此产生的收缩称为碳化收缩；在混凝土浇筑硬化初期（即龄期为56天前），混凝土的碳化收缩很小；而在后期，混凝土的碳化收缩明显增大。

7.化学收缩：由水泥水化反应过程引起的混凝土体积变小称为化学收缩；水泥水化反应所产生的水化凝胶物体积小于水泥与水的体积之和。

以上各类收缩中属化学作用性质的有化学收缩、碳化收缩，都因混凝土化学反应引起体积减小，并生成其它物质；属物理作用性质的有沉降收缩、干燥收缩、自收缩；除沉降收缩因混凝土各组分沉降不同导致收缩外，其它收缩都是由于水份的消耗引起；因此，物理性质的收缩一般都可以通过施工养护得以缓解消除。

二、混凝土收缩裂缝的防止措施

1.施工前的预防措施

收缩是混凝土尤其是商品混凝土产生裂缝的直接因素。因此，避免收缩将会有效防止裂缝。为了减少由裂缝带来的损失，根据以上分析，应该努力做到以下几点：1）在满足操作性能的情况下，尽量降低混凝土的坍落度。2）尽量增加单方石子用量，在满足结构钢筋净间距要求的情况下，尽量选用粒径较大的石子并严格控制其含泥量，这样可以减少拌和时水的用量，从而减少混凝土的变形。3）尽可能多用掺合料，以降低混凝土水化热，减小温差收缩。尽量避免使用细度过细的水泥，因为细度太细的水泥水化快、水化收缩量大、易开裂；还应避免应用矿渣水泥，因为矿渣水泥的收缩量比普通硅酸盐水泥大。在条件允许的情况下，可掺入一定比例的粉煤灰或其他活性矿物掺合料，以增加混凝土的和易性，减少泌水离析的现象，降低水化热，提高混凝土强度和耐久性。4）尽量避免使用强度大的水泥，因为太细的水泥水化快，容易开裂。5）注意振捣均匀，避免出现局部的塑性收缩和干缩裂缝。6）初凝前后反复抹压，使已出现的塑性收缩裂缝愈合。7）混凝土浇筑后遇烈日曝晒或大风时应及时覆盖保温、保湿。8）掺加引气型外加剂时，要控制好其含气量。

2.预防收缩裂缝的施工措施

1）施工时注意振捣均匀，避免出现局部过振形成砂浆集中，否则局部易出现塑性收缩裂缝和干燥收缩裂缝。严禁用插入式振捣器赶料。2）采用二次振捣抹压技术，即在混凝土初凝前，对表面进行二次振捣抹压，使混凝土组织结构重新排列，降低水化热，消除表面泌水和干缩，增加密实度。关键是要正确掌握进行二次振捣抹压的混凝土初凝时间，过早无效果，过晚会扰动已基本成型具有初始强度的混凝土，从而对混凝土强度造成损害。3）二次振捣抹压后，立即覆盖塑料薄膜封闭表面，使混凝土在潮湿状态下硬化，尤其在烈日曝晒、大风时应及时覆盖保湿，以避免过快失水，产生裂缝。4）严格控制拆模和上人作业时间。浇筑后，强度未达到1.2N/l眦n2，不得在其上踩踏或安装模板及支架。承重模板的拆除必须按规范要求执行，以同条件养护的试块抗压强度为依据。5）混凝土结构中预埋线管的位置尽量置于结构的中部，避免集中放置，固定间距宜为300mm～400FfUTI，还应在线管上、下表面增设钢丝网防裂。

3.裂缝的处理方法

构件由于收缩会产生裂缝，这就会对结构产生各种不利影响，应根据裂缝的大小和结构受力的情况以及使用要求，分别进行分析与处理。一般常用的方法有：1）表面缝合法：在裂缝两边钻孔插入钢栓，再用树脂砂浆将钢栓锚固，将裂缝“缝合”。2）填充法：该法适用于局部修复，先将裂缝处混凝土凿出V形或u形槽，有时也可以凿成倒梯形槽，然后在槽内分层填充、压实止水。补强材料有沥青、水泥砂浆等。3）预应力法：用预加应力的水平拉杆或下撑式拉杆或二者结合等方式对被加固构件施加与它应承受荷载反向的作用力，可提高被加固构件的正截面抗弯、斜截面抗剪（当使用下撑式拉杆时）、抗裂度和刚度，减小构件受载时的挠度。适用于允许占用较小空间要求恢复承载力、刚度和抗裂度的构件。4）灌浆法：用灌浆泵将灌浆材料送到裂缝里，这样可以起到补强的作用，达到防渗的目的，这适用于砖砌体开裂且裂缝不严重的情况。或者用压送设备将化学浆液（如环氧树脂或甲基丙烯酸酯类浆液等）注入到钢筋混凝土裂缝，这也仅适用于开裂不严重的情况。灌浆的材料有很多，常用的有水泥和化学材料两类。5）减小压力法：采用的方法有卸荷和控制荷载，设置卸荷结构，增设支点或支撑减小结构内力。6）结构补强法：常用的方法有增加钢筋、加厚板、外包钢筋混凝土、粘贴钢板、设置预应力补强等；加设钢筋混凝土外套法：指在构件外部加设钢筋混凝土外套，达到增加构件截面和配筋量，以提高承载力和刚度的加固方法，广泛适用于钢筋混凝土梁、柱、基础等构件，也可用于钢筋混凝土楼板和砖柱.夕包型钢法：用角钢紧贴拉压杆、梁、柱四角并用扁钢缀板焊接形成整构架，外抹水泥砂浆表面层的加固方法，可用于钢筋混凝土梁、柱和砖柱。

4.养护方面：

①加强早期养护：在正常情况下，浇筑完毕后12小时内（或混凝土硬化后）对混凝土加以覆盖适时浇水；一般来说初凝后可以覆盖，终凝后开始浇水；如遇高温、大风、干燥天气，应及时覆盖；对于较大面积的浇筑，覆盖工作应随工作面同步进行，确保早期不失水。②覆盖的可用麻袋、草席砂等，覆盖物应保持湿润，以防从水混凝土表面吸水；浇水养护时，应以保持混凝土表面润湿为准，而不能单纯以浇水次数为衡量依据；浇水时不得直对混凝土表面冲刷，以免混凝土表面受损；大面积水平结构可采用蓄水养护。③混凝土在养护过程中，如发现遮盖不全，浇水不足，以致表面泛白或出现细小干缩裂缝时，应立即仔细遮盖，充分浇水，加强养护，并延长浇水养护时间加以补救。对于己硬化混凝土裂缝，可向裂缝内填入水泥，加水湿润，覆盖养护。④对不便于浇水养护的直立结构，应延迟拆模（木模）时间，并使模板与构件适当脱离，在模板与构件空隙间进行浇水养护，依靠木模板的吸水性与隔热性进行养护。

三、结语

混凝土的收缩与开裂受到许多相当复杂的因素影响，设计与施工人员应根据这些因素来制定相应的技术对策。通过国内外许多专家、学者的不断研究和试验，减小混凝土收缩的技术手段已经有了显著的提高，这为今后工程实际中控制混凝土的裂缝问题打下了坚实的理论基础。

参考文献：

[1]黄国兴，惠荣炎，混凝土的收缩[M]，北京：机械工业出版社，2004

[2]冯乃谦，高性能混凝土，北京：中国建筑工业出版社，1996