关于混凝土裂缝的分析与控制

摘要：我国的建设规模日益增大，随着数量的骤增也暴露出许多问题，其中混凝土裂缝现象极为严重。因此，通过对近几年来的设计和现场实践总结，及查阅相关的技术资料，对混凝土裂缝产生的原因及预防裂缝的措施进行简要的阐述。

关键词：混凝土裂缝砼断面水泥等级现场养护设计施工

中图分类号:TU377 文献标识码：A

近年来，我国的建设规模日益增大，如何保证建筑工程质量也日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在许多的工程质量问题中，混凝土裂缝现象应引起足够的重视。因此，通过对近几年来的设计和现场实践总结，及查阅相关的技术资料，对混凝土裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行简要的阐述。

裂缝产生的形式和种类很多，有设计方面的原因。但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。混凝土裂缝是混凝土的一种常见病。绝大多数发生于施工阶段，其原因复杂多变，一般可分为微观裂缝和宏观裂缝两大类：微观裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，这种砼本身固有的微观裂缝，荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害；宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.2-0.5mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。

应该指出的是混凝土中有些裂缝是很难避免的，例如普通钢筋混凝土受弯构件，在50%-40%设计荷载作用下就可能开裂；而受拉构件开裂时的钢筋应力仅为钢筋设计应力的7%-10%。工程实际中除了荷载作用造成的裂缝外，更多的是混凝土收缩、温度变形和不均匀沉降等导致开裂。虽然有些裂缝对使用无多大危害，但在实际施工中仍有必要对其进行有效控制，特别是避免有害裂缝的产生。

收缩是砼的一个主要特性，对砼的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展，则有可能引发起结构物的开裂、变形甚至破坏。产生收缩裂缝的原因，一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起砼收缩而产生的裂缝，多为规则的条状，很少交叉。常发生在结构变截面处，往往与受力钢筋平行，收缩裂缝多发生在大体积砼中，梁、板、柱等小块体构件，预应力构件极少产生收缩裂缝。砼收缩裂缝危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物，影响更大。如不加以防止，可能会造成严重后果。

一、混凝土裂缝的原因分析

1、设计方面的原因

设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝：设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝（偏心、应力过大等）；设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝（如墙板、模版）；设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形；设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。

2、材料方面的原因

粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生；骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大；混凝土外加剂、掺合料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩，水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大；水泥等级及混凝土强度等级原因，水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响极大，混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。

3、水泥等级或品种及配合比

设计中水泥等级或品种选用不当，配合比中水灰比（水胶比）过大，单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、塌落度越大，收缩越大，配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和异性偏差，导致混凝土离昕、泌水、保水性不良，增加收缩值，配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。有关试验资料显示，用水量每增加10%，混凝土强度降低5%，水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度降低20%，混凝土与钢筋的粘结力降低10%。

4、温度原因

温度裂缝产生的主要原因：一是由于温差较大引起的，砼结构在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使砼表面和内部温差较大，砼内部膨胀高于外部，此时砼表面将受到很大的控应力，而砼的早起抗拉强度很低，因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整；二是由结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积砼浇筑在约束地基（例如桩基）上时，又没有采取特殊措施降低，放松或取消约束，或根本无法消除约束，易发生深进，直至贯穿的温度裂缝。

5、施工及现场养护原因

现场浇筑混凝土时，振捣或插入不当，漏振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生，高空浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大，对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝，现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝，现场模版拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早，现场预应力张拉不当（超张、偏心），引起混凝土张拉裂缝。

养护是使砼正常硬化的重要手段，养护条件对裂缝的出现有着关键的影响，在标准养护条件下，砼硬化正常，不会开裂，但只适用于试块或是工厂的预制件生产，现场施工中不可能拥有这种条件，但是必须注意到，现场砼养护越接近标准条件，砼开裂可能性就越小。

二、混凝土裂缝的控制措施

1、设计方面

在设计上要注意到那些容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨出等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决，在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方面的条件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利，设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中，如因结构或造型方面原因等而不得已时，应充分考虑采用加强措施，积极采用补偿收缩混凝土技术，在常见的混凝土裂缝中，有相当部分都是由于混凝土收缩而造成的，要解决由于收缩而产生的裂缝，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩，实践证明，效果是很好的，重视对结构钢筋的认识，在结构设计中，设计人员应重视对于结构钢筋的配置，特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择，对于大体积混凝土，建议在设计中考虑采用60天龄期混凝土强度值作为设计值，以减少混凝土单方用灰量，并积极采用各类行之有效的混凝土掺合料。

2、施工方面

良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系，施工方案主要应确定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位，除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，应尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子，避免在雨中或大风中浇灌混凝土，对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利，如果必须在夏季施工，应注意混凝土的浇捣温度，采用低温人模、低温养护，必要时经试验可采用冰块，以降低混凝土原材料的温度。

首先要重视浇捣工作，浇捣时，振捣棒要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。

其次要重视混凝土养护，在混凝土裂缝的防治工作中，对新浇混凝土的早起养护工作尤为重要，以保证混凝土在早起尽可能少产生收缩，主要是控制好构件的湿润养护，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护，养护时间为14-28天，常规养护方法是喷水，对一般砼结构，减小表面收缩，防止龟裂是可行的，大体积砼由于块体内外温度不一致，强度增长不同，常常是在强度增长慢的表面开裂，其养护就不能只满足于用常规方法，具体说，尽量晚拆模，拆模后要立即覆盖或即使回填，避开外界气候的影响，养护期应以砼强度增长最快的阶段为准，即7至28天，最好能长些，施工时应充分考虑水泥水化热问题，采取必要的降温措施（埋设散热孔、通水排热等），避免水化热高峰的集中出现、降低峰值，浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。