解析混凝土裂缝成因及其预防控制

【摘 要】 本文主要结合作者多年工作经验对混凝土裂缝的类型及其各类裂缝产生的原因进行详细的分析探讨。并对工程中常见的裂缝， 如温度裂缝、收缩裂缝等， 提出了相应的预防控制方法及处理措施。

【关键词】 混凝土 温度裂缝 收缩裂缝 预防控制

1 混凝土裂缝主要原因

混凝土结构或构件往往是带裂缝工作的。裂缝发展会使结构或构件的承载能力、耐久性和抗渗能力降低，同时会使建筑物的外观变差，使用寿命降低，严重的时候甚至威胁到人民群众的生命财产安全。从各种统计数据分析，许多事故造成的原因是工程混凝土的质量所产生，因此混凝土裂缝成为我们必须关注的问题。我们必须采取有效的措施来控制混凝土裂缝的发展所造成的危害程度，严格控制规范的范围内，以确保人们的生命和财产安全的基础。

2 混凝土常见裂缝的预防控制

2.1 温度裂缝

混凝土裂缝产生的原因是多样的，主要是温度和湿度的变化、原材料不合格（如碱骨料反应）、模板及支承变形等。概括起来，一种是非荷载作用变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷、化学作用等原因引起的裂缝；另一种是荷载作用引起的裂缝；再者是施工不当引起的裂缝，如配合比控制及养护不当引起裂缝等等。

在大体积钢筋混凝土温度裂缝是比较常见的。一旦出现裂缝，往往会影响到项目进展顺利。由于目前的设计和建设标准，在这方面还没有明确的界定，因此，施工前，会同有关部门必须开发相应的技术措施，以尽量减少热应力裂缝控制问题。防止温度裂缝的技术措施是：

（1）制定适当的温度允许。主要的原因是各种温度裂缝温差太大，为了防止裂缝的发生，必须提供各种温度，包括内部和外部的温度，将内部温度的温度骤降的容许值。一般来说，大体积钢筋混凝土结构，如基础的约束不大，内外温度可以控制在不超过25℃。

外层混凝土与内部混凝土的温度梯度是根据温度陡降的程度随着改变，该温度下应力迅速形成，徐变效应小，所以温度骤降容许值应该是远小于内部和外部之间的温度差。气温骤降，通常允许值是10℃。施工时，一定要引起足够的重视。对于内部的温度，一般往往被忽视。如果基层是一个旧混凝土或岩石地基，应严格控制内部温度，以防产生贯穿裂缝。内部温度允许值一般使用12～20℃。（2）合理选用水泥。尽量选用低热或中热水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土，或在混凝土中掺适量粉煤灰，或利用混凝土的后期强度（龄期90～180d），降低水泥用量，以减少水化热。（3）选用级配良好的骨料，并严格控制砂、石的含泥量，采用低水灰比，加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。（4）在混凝土中掺缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热。在设计允许的情况下，可掺少于混凝土25%体积的毛石，以吸收热量并节约混凝土。（5）避开炎热天气浇筑大体积混凝土。必须在热天浇筑时，可采用冰水或深井凉水拌制混凝土，或设置简易遮阳装置，并对骨料进行喷水预冷却，以降低混凝土搅拌和浇筑的温度。（6）分层浇筑混凝土，每层厚度不大于20cm，以加快热量散发，并使温度分布较均匀，同时也便于振捣密实。（7）在大体积混凝土内，应适当预留一些孔道，采取通冷水或冰气降温。（8）大型设备基础，采取分块、分层间隔浇筑（间隔时间为5～7d，分块厚度为1.0～1.5m），以利于水化热散发和减少约束作用。或每隔20～30m，留一条0.5～1.0m宽的临时间断缝，40d后再利用干硬性细石混凝土浇筑，以减少温度收缩应力。（9）夏季施工应加强养护。在寒冷季节，混凝土表面应采取保温措施，以防寒潮袭击。对薄壁结构，要适当延长拆模时间，使之缓慢降温。拆模时，块体中间和表面的温差不大于20℃，以防止急剧冷却造成表面裂缝。基础混凝土拆模后，要及时回填土。

2.2 非荷载作用引起的裂缝

混凝土收缩。混凝土硬化过程中，由于水的蒸发，并逐渐减少的体积收缩。根据力学分析，结构构件的轴承时的收缩而引起的结构构件的约束，当应力超过在一定程度上受到限制，不可避免地导致结构构件的开裂。

2.3 荷载作用引起的裂缝

使用的荷载的作用下横截面的混凝土的拉伸应变值是大于混凝土极限拉伸值，作用于截面上的弯矩、剪力、轴向拉力及扭矩等荷载效应会引起结构构件产生裂缝，这种情况下结构是带裂缝工作，是设计允许的；在这种情况下带裂缝工作的结构被设计为允许为基础的不均匀沉降，混凝土结构裂缝出现，也造成了骨折的负载，这种裂缝主要是由于不准确或建筑的勘查控制不发生因发生，由于过早的结构元件在负载下的建设，使达到设计强度的结构构件，迫使混凝土裂缝，可避免在使用过程中的混凝土结构，超过了允许的最大设计负荷，造成混凝土裂缝。这种破坏性的裂纹是不允许的。

2.4 施工操作不当引起的裂缝

过早混凝土拆模，或不符合下混凝土终凝时间负载等，可直接引起的混凝土裂缝，板建设上加强普遍较小，在交叉作业中，施工人员不采取上加强踩踏，因此钢筋的弯曲变形，下沉，保护层的措施，防止过大，导致在板表面裂缝；在建筑施工中混凝土水灰比过大，形成水泡或过量的水蒸发形成气孔，减少混凝土的实际有效断面，在荷载作用下，使应力集中在周围空隙，导致板面裂缝；混凝土或砂石，粘土含量超过评定为欠佳，会产生混凝土外侧网状裂纹或裂缝，混凝土组成材料质量不达标，领先导致结构裂缝。

3 温度裂缝、收缩裂缝的处理方法

温度裂缝和收缩裂缝的钢筋生产额外的加应力普遍较小，对结构的承载力影响较小。但是，一旦裂缝宽度超过一定限度，会导致钢筋锈蚀，影响结构构件的耐久性。用于治疗表面裂纹，可在裂缝稳定后，涂刷二遍环氧胶泥、加贴玻璃纤维布、抹（喷）水泥砂浆表面密封处理等方法。对整个工程的完整性，防水，防渗要求的结构，缝宽度大于0.1mm时，或贯穿的裂缝，应根据裂缝可灌程度，用水泥灌浆或化学注浆等方法，进行补缝处理。也可以采取与表面密封灌浆相结合，以恢复原来的性能。裂缝的宽度大于0.1mm时，水泥后期生化为氢氧化钙，硫铝酸钙等物质，使自愈骨折，一般可能无法处理

4 结语

混凝土裂缝控制是一项系统工程。对混凝土裂缝问题，要给予高度重视，准确把握裂缝产生、发展的根本原因，并从设计、施工上采取相应的措施，预防并控制裂缝的发生和发展。