混凝土早期裂缝问题分析与防治

【摘要】本文介绍混凝土早期裂缝类型及成因，以及混凝土早期裂缝常见预防措施

【关键词】混凝土 早期裂缝 成因 预防措施

中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号：

混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着工程技术人员，轻微者影响建筑物美观，造成渗漏水，严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性，甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。因此，分析产生裂缝的原因并做好预防措施，是建筑工程技术人员的一项重要任务。本文探讨混凝土结构早期裂缝的类型及成因，以及混凝土早期裂缝常见预防措施。

一、混凝土裂缝类型及成因

钢筋混凝土结构早期裂缝的种类及成因复杂而繁多,甚至多种因素互相影响,其中最常见的混凝土早期裂缝有以下几种：

1、塑性沉降裂缝

塑性沉降裂缝是混凝土硬化前因骨料等比重大的颗粒下沉，竖向体积缩小而产生的塑性变形裂缝，此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍（如钢筋、模板）而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后0.5小时至３小时之间，混凝土尚处在塑性状态，混凝土表面消失水光时立即产生，沿着梁及板上面钢筋的走向出现，主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。

2、塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝是指浇筑后还处于塑性状态的混凝土当表面受风吹日晒的影响发生剧烈的温度变化时，由于其内部的温度变化很小，内外形成了很大的温差，使结构产生较大的拉应力而产生裂缝。此类裂缝产生的主要原因是混凝土浇筑后，在塑性状态时表面水分蒸发过快造成的。这类裂缝多在表面出现，形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状，深度一般不超过50mm。

3、温度应力裂缝

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，由于受到基础或原有混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。这种裂缝一般产生很早，多呈不规则状态，深度较浅，属表面性质。

3、施工工艺质量引起的裂缝

在钢筋混凝土结构施工过程中,若施工工艺不合理,施工质量低劣,可能产生各种形式的裂缝，比较典型且常见的如下:① 钢筋混凝土保护层过厚,或乱踩绑扎的上层钢筋,使承受负弯矩的钢筋保护层加厚,导致构件的有效高度减小,形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。② 混凝土震捣不密实、不均匀,出现蜂窝、麻面、空洞,导致钢筋锈蚀或形成其它荷载裂缝的起源点。③ 混凝土浇注过快,混凝土流动性较低在硬化前因混凝土振捣不足,硬化后沉实过大,容易在浇注数小时后发生裂缝,即塑性收缩裂缝。④ 混凝土搅拌、运输时间过长,水分蒸发过多,引起混凝土塌落度过低,使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。⑤ 用泵送混凝土施工时,为保证混凝土的流动性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了水灰比,导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，混凝土表面出现不规则裂缝。⑥ 混凝土分层或分段浇注时,接头部位处理不好,易在新、旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。⑦ 温度控制设计不合理，浇筑温度过高，对水化热计算不准，新浇混凝土气温骤降又无保温措施或保温效果太差，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，从而产生温度裂缝。⑧ 施工时模板刚度不足,在浇注混凝土时,因侧向压力的作用使得模板变形,产生与模板变形一致的裂缝。⑨ 施工时拆模过早,混凝土强度不足,使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。⑩混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

4、配合比设计及原材料质量引起的裂缝

配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度，是造成混凝土开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格,可能导致结构出现裂缝。① 水泥的影响水泥的安定性、强度和含碱量的高低等会导致混凝土的裂缝产生。② 砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，造成水泥和拌和水用量加大，降低了混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石的级配差,或砂颗粒过细,用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应。骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇,水、硅反应会生成膨胀的胶质,吸水后造成局部膨胀和拉应力,则构件产生爆裂状裂缝,在潮湿的地方较为多见。③外加剂、掺和料的影响，首先，混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当，会严重增加混凝土收缩。其次，外加剂、掺和料的氯化物等杂质含量较高，可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入的氧气和水分发生锈蚀反应。采用海水或含碱泉水拌制混凝土,或采用含碱的外加剂,可能对碱骨料反应有影响。

二、混凝土裂缝常见预防措施

1、塑型沉降裂缝预防措施

此类裂缝预防的措施如下：① 在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度；② 保证混凝土均质性，搅拌运输卸料前先高速运转20―30秒，然后反转卸料；③ 施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况，不能漏振、过振使混凝土离析分层；④ 施工过程中严禁随意加水。

2、塑性收缩裂缝预防措施

此类裂缝预防的措施如下：①施工单位在浇注混凝土后要及时覆盖养护，增加环境湿度；②商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量。

3、温度应力裂缝预防措施

此类裂缝预防措施如下：① 降低混凝土发热量。选用水化热低、凝结时间长的水泥，以降低混凝土的温度；掺加缓凝剂或高效减水剂，以提高混凝土强度并减少用水量及水泥用量，延长混凝土达到最高温度时间，减少干缩；尽可能选用最大粒径较大，颗粒形状好且级配良好的粗骨料，避免砂量过多以减少水泥用量及用水量；在满足泵送和施工的前提下用低流动性混凝土，严格控制水灰比，减少单位体积混凝土用水量。② 降低混凝土浇筑温度。在高温季节要降低原材料温度，在环境温度较低的早晚浇筑；避免吸收外部环境热量，运输工具、泵送管路尽量遮荫，防止混凝土升温；埋设冷却水管，通入冷水降温。③ 分层分块浇筑。④ 表面保温与保湿。要尽量长时间地保温和保持混凝土表面湿润，让其表面慢慢冷却、干燥，使混凝土能够增长强度以抵抗开裂拉应力。

4、施工方面原因造成的裂缝预防措施

此类裂缝预防措施如下：① 加强模板施工的过程管理。模板及其支架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性，在强度达到设计允许值时方能拆模。② 混凝土的成品保护。对浇筑好的板面，必须在混凝土强度达到１．２Ｎ／ＭＭ２ 后方可上人。③ 钢筋绑扎施工加强对负弯矩筋的管理。加密支撑马凳的间距、确保板面负弯矩筋的保护层厚度。④ 振捣方式方法必须正确。振捣易快插、慢拔。

结 语

综上所述，混凝土裂缝问题一直严重影响混凝土的质量，在施工过程中有针对性地采取预防措施，尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量，使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。

参考文献：

1、王铁龙 工程结构裂缝控制北京 中国建筑工业出版社

2、陈志源 土木工程材料（第2版） 武汉理工大学出版社

3、赵志缙 高层建筑施工（第2版） 中国建筑工业出版社