混凝土裂缝成因与解决措施

摘要：混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题，混凝土裂缝不容忽视。本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析，对于混凝土裂缝问题，对裂缝形成的原因，从水化热高、约束条件、外界气温变化或混凝土收缩变形等方面作了分析，提出了防治裂缝的有效控制措施。

关键词：钢筋混凝土 裂缝控制 防止措施

中图分类号：TU 文献标识码:A 文章编号：1007-0745（2012）08-0126-01

引言

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到建筑构件的安全使用[1]。

1.混凝土产生裂缝的主要原因

1.1 水泥水化热影响

水泥在水化过程中要产生一定热量，是大体积混凝土内部热量的主要来源。混凝土浇筑初期，水泥水化产生大量的水化热，使混凝土的温度很快上升，混凝土的表面散热条件好，热量可向大气中散发，温度上升较少，而混凝土内部由于截面厚大，散热条件差，水化热聚集在结构内部不易散发，因而温度上升较多，内外形成温度梯度，形成内约束，致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极限抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝[2]。混凝土的导热性能很差。浇筑初期，混凝土的弹性模量和强度都很低， 对水化热急剧升温引起的变形约束不大，温度应力也就较小。随着混凝土龄期的增长，弹性模量和强度也在逐渐增大。

1.2 约束条件影响

混凝土结构由于温度变化会产生变形，当这种变形受到内外约束时就产生应力混凝土结构的变形，在全约束条件下，是温差和混凝土线膨胀系数的乘积，即ε=TX[3]，当ε超过混凝土的极限拉伸值εp时，混凝土便出现裂缝。但混凝土结构不可能受到全约束，而且混凝土还有徐变变形，因此，当混凝土内外温差在25°C 甚至在30°C 情况下，混凝土裂缝也有可能不产生。

1.3 混凝土收缩变形影响

混凝土的拌合物中，只有约20%的水分是水泥水化所需要的，其余的80%是由于混凝土在浇筑过程中保证足够的和易性所需要的，这80%的水分都要被蒸发，混凝土在水泥水化过程中的体积变形，多数是收缩变形，少数是膨胀变形，多余水分的蒸发是混凝土体积收缩的主要原因之一[4]。当存在约束时，这种干燥收缩即产生收缩应力。大体积混凝土结构，为防止其产生温度裂缝，首先要进行温度应力和整浇长度的计算。验算由温差和混凝土收缩所产生的温度应力是否超过当时基础混凝土的极限抗拉强度，或者进行最大整浇长度计算，以便研究是否需要留置伸缩缝(设置后浇带)。除此之外，在施工之前和施工过程中，针对混凝土产生温度裂缝的原因，采取有效的技术措施有重大意义。

2.混凝土裂缝分析预防

2.1塑性收缩裂缝及预防

塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩，塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂与沉降量成正比关系;裂缝宽度受温度变化的影响较小，地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

主要预防措施：1.保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀;2.防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡;3.模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序;

2.2温度裂缝及预防

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，由于其体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差， 较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

2.3化学反应引起的裂缝及预防

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。

3.解决措施

1.尽量选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量；

2.减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3 以下；

3.降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6 以下；由于混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂；

4.改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热；严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量；

5.改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”新工艺，降低混凝土的浇筑温度；

6.在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差；.加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。

7．是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护

参考文献：

[1]何星华. 建筑工程裂缝防治指南[M]. 中国建筑工业出版社,2005.

[2]袁勇. 混凝土早期裂缝控制[M]. 科学出版社, 2004.

[3]混凝土质量专业委员会. 钢筋混凝土结构裂缝控制[M]. 化学工业出版社, 2004.

[4]冯永红.混凝土裂缝控制技术[J]. 施工技术, 2002(4) .