商品混凝土裂缝的产生及预防

摘要：针对商品混凝土普遍出现开裂现象，提出了商品混凝土裂缝的产生和发展是由于混凝土水化初期拌和物存在的原始缺陷造成的，是后期宏观裂缝的引发源，通过分析早期裂缝产生的机理、发展，提出了预防混凝土产生塑性收缩裂缝的必要条件是提前覆盖防止初期表面失水，而充分条件是初凝前后进行二次（或多次）抹压的有效措施。

关键词：大面积混凝土：开裂，预防措施

中图分类号：TU377.1 文献标识码：A 文章编号

商品混凝土是由水泥、砂、石、水以及根据需要掺入适量的外加剂和矿物掺合料等组分组成，随着商品混凝土在建筑工程中的广泛应用，商品混凝土的开裂问题越来越受到人们的关注

混凝土在其凝结硬化的过程中，其缺陷也在形成，在水泥石中间、水泥石和集料的界面中间就已经处处充满了微裂缝，而集料中也可能存在微裂缝，可以说“混凝土有裂缝是绝对的，无裂缝是相对的”。裂缝是固体材料中的某种不连续现象，是材料的一种缺陷，在某种程度上是人们可以接受的一种材料特征。这些在混凝土塑性阶段产生的原生裂缝是混凝土耐久性的地雷，不少混凝土整体结构的损坏往往是微观裂缝发展、延伸、贯穿的结果，混凝土裂缝的存在可能使混凝土结构构件承载能力降低，挠度增大，同时它也是侵蚀性介质向混凝土基体渗透、迁移的通道，严重影响混凝土的耐久性。而施工单位对水泥水化初期裂缝形成和发展过程不尽了解，对混凝土的养护问题，普遍重视不够，有的施工单位只采取二次收面，而没有进行覆盖保温保湿养护，有的施工单位则只进行提前淋水养护，已不进行二次抹面也不进行覆盖，对于养护开始时间说法不一，许多施工单位要等到混凝土终凝后才浇水养护，实际上混凝土浇筑后到终凝前，由于表面失水而产生的干燥收缩和塑性收缩使混凝土相互间产生拉应力，而此时的混凝土基本上没有强度，裂缝便在此时开始产生，并且随着水分的不断蒸发，裂缝会向纵深发展，成为贯穿裂缝。

一、裂缝的分类

混凝土的开裂主要是由于限制条件下的收缩产生的。收缩可分为干缩、早期塑性收缩（其中包括塑性沉降收缩）、冷缩、自收缩和化学收缩。

干缩：干缩是混凝土内部失水而产生的收缩，通常采用浇水养护或畜水养护的方法向混凝土内部补充水分而减少干缩。减少干缩的根本方法是正确设计配合比，降低用水量，掺超塑化剂，增加混凝土的密实度。

早期塑性收缩：混凝土从浇筑后到终凝前，由于表面失水而产生的干缩裂缝。发现这种早期干缩裂缝若不及时处理，裂缝将向纵深发展形成贯穿裂缝。防止早期干缩裂缝的方法是提前覆盖防止混凝土表面失水，并进行二次抹压破坏混凝土表面毛细孔结构，提高混凝土的密实性，关键是根据气候条件和施工工艺正确选择覆盖及二次抹面的时间。

混凝土沉降收缩也是早期塑性收缩的范畴。它是由于混凝土的离析对横向钢筋产生“顶筋现象”而导致的横向裂缝以及集料与水泥石之间的收缩裂缝，防止沉降收缩的方法是选择合适的砂率、提高混合物的粘聚性、稳定性和抗振捣性。

冷缩：冷缩是指大体积混凝土由于水泥水化放热产生内外温差而导致的温度应力裂缝。防止温度应力裂缝的方法是掺缓凝减水剂和粉煤灰，或用冰水搅拌降低水化热和减少内外温差（＜250C）。

自收缩:密封的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，称为自收缩。

化学收缩：化学收缩是水泥水化产物形成而产生的体积收缩。防止化学收缩的方法是掺膨胀剂或微膨胀型防水剂，此外，提高钢筋的配筋率或采用纤维混凝土也是防止化学收缩裂缝产生的有效方法。

二、裂缝成因分析

原材料的影响

水泥

a.水泥细度的影响，细度过细水泥的需水量就大，水化速度快，水化热大，塑性收缩增大。

b. 水泥中铝酸三钙含量过高会造成混凝土水化热高，收缩增大。

C.水泥用量的增大，会增加混凝土的塑性收缩。 （2）、砂： a.砂含泥量及泥块含量的增大，会严重影响混凝土的质量，增加混凝土的收缩，必须严格控制砂的含泥量及泥块含量。

b.砂细度模数的影响，砂太细（细度模数＜2.3）时，塑性收缩也会增大，且还会降低混凝土的强度。砂太粗（细度模数＞3.0）时，混凝土的保水性、粘聚性都很差，极易造成混凝土离析。

C.砂率过高意味着细骨料多，粗骨料少，仍然起到增加收缩的作用。

（ 3）、碎 石： 碎石含泥量、泥块含量以及石粉含量的增大，都会严重影响混凝土的质量，增加混凝土的收缩；碎石的颗粒级配及颗粒形状对砂率影响很大，颗粒级配良好，针片状颗粒较少，接近立方体的颗粒较多，它的孔隙率就少，则可降低砂率，提高混凝土的流动性，降低混凝土的塑性收缩；反之，则要提高砂率，增加混凝土的塑性收缩。 （4）、粉煤灰：

粉煤灰是泵送混凝土的重要组成部分，由于粉煤灰的火山灰活性效应及微珠效应，具有优良性质的粉煤灰（不低于Ⅱ级），在一定掺量下（水泥重量的15%-20%），混凝土的强度还有所增加（包括早期强度），密实度增加，收缩变形有所减少，泌水量下降，坍落度损失减少，通常粉煤灰与减水剂同时掺入混凝土称为“双掺技术”，通过预配试验会取得降低水灰比、减少水泥浆量、提高混凝土可泵性的良好效果，特别是可明显的延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值。 2、施工工艺的影响

混凝土在未凝结之前，受到外力作用，还可以恢复，但初凝后，混凝土逐渐失去本身的流动性，出现裂缝恢复较难。

（1）、施工单位不按规范施工，振捣不密实，漏振、欠振、过振以及现场加水等不仅会造成裂缝产生，还会影响强度。

（2）、底板模板刚度不足，受力变形亦会造成裂缝。此种情况，常见于胶合板模板，下部支撑杆布置较稀时，如果浇筑混凝土之后混凝土虽然凝固，但未能达到足够的强度时，此时上人作抹平、浇水或养护作业时，受上述荷载的作用，就会出现裂缝，此种裂缝呈不规则放射网状，裂缝集中处即是受外力集中的地方。

（3）、浇筑混凝土并在混凝土初凝后，模板支撑下沉，作立柱钢管过长，无水平支撑造成模板轻微下沉，产生混凝土拉裂裂缝，多为沿墙方向分布，长度在2米之间。

环境因素

混凝土的裂缝与环境条件（施工期和施工后）有很大关系，施工过程中应注意温湿度的变化，采取有效措施控制高温、低温冲击和激烈干燥冲击，此时，应力状态接近弹性应力状态，混凝土应力松弛效应无法发挥出来，特别注意浇筑后经过一定时期养护的混凝土仍然需要保护，不宜长期。不得在下雨中浇筑混凝土，否则将严重地改变水灰比。

三、裂缝的预防措施

商品混凝土搅拌站应按国家及行业标准严格控制进厂原材料的质量，特别是骨料含坭量、坭块含量；混凝土配合比的设计，在满足可泵性、和易性的前提下，尽量减少混凝土的出机坍落度、降低砂率、掺粉煤灰等掺合料，以降低混凝土的塑性收缩。

施工单位，应严格按规范施工，在混凝土浇筑时提前进行保湿养护（用塑料布覆盖），初凝前后进行二次（或多次）抹压，这样不仅在正常气候条件下、而且在特殊气候条件（高温、风速大、相对湿度低）下都能实现“混凝土无宏观裂缝施工。防止混凝土塑性收缩裂缝产生的必要条件是提前覆盖防止初期表面失水，而充分条件是初凝前后进行二次（或多次）抹压。抹压的作用是破坏混凝土表面毛细孔结构和水分迁移通道。提高表面的密实性，以及销除已出现的微裂缝。

在高温季节施工时，浇筑时间应选择在下午或晚上，这不仅能降低混凝土的入仓温度，也可降低水化热温升。

做好模板支撑和钢筋安装，模板安装要牢固，在采用复合木板的部位应加密支撑，起拱要按规定及相关经验，拆模应根据同条件养护试件强度满足规范要求，方可拆模。

最后，商品混凝土裂缝的产生因素比较复杂，只要我们搅拌站、施工单位及设计单位三方共同努力，精诚协作是可以实现大面积混凝土的无宏观裂缝施工的。

参考文献：

（建筑材料工业技术情报研究所混凝土技术发展中心）