浅谈建筑工程中混凝土裂缝的原因及影响因素

摘要：防水混凝土的抗渗性能影响因素较多，结合实践分析了影响混凝土抗渗性能的主要因素及注意事项。

关键词：建筑工程；混凝与裂缝；养护

Abstract: There are many factors affect the infiltration performance of waterproof concrete, the author analyses the main influencing factors of the concrete impermeability and matters needing attention.

Key words: building engineering; coagulation and crack; maintenance

中图分类号：TU757.4

引言:防水混凝土是在普通混凝土的基础上发展起来的。两者的不同点在于普通混凝土是根据所需的强度进行配制的，其中石子为骨架，砂子填充石子的空隙，水泥浆填充细骨料空隙并使骨料粘结在一起。而防水混凝土是根据工程所需抗渗要求配制的，其中石子的骨架作用减弱，水泥砂浆除满足填充粘结作用外，还要求其在粗骨料周围形成一定数量、质量良好的砂浆包裹层，从而提高混凝土的抗渗性。对混凝土的抗渗性能起重要作用的因素有：水灰比及拌合物的和易性；水泥用量、砂率及其相应的灰砂比。此外，水泥品种、砂石颗粒级配、石子品种和最大粒径；养护条件及养护方式等，对混凝土的抗渗性能都产生不同程度的影响。

1、裂缝产生的原因

混凝土的泵送混凝土施工一般均采用混凝土泵送技术，因混凝土需达到泵送要求，其坍落度一般要求在14 cm 左右，其同一强度的混凝土相对于传统的半干硬性混凝土水泥掺量多，碎石粒小，水掺量多，这三大原因使混凝土产生裂缝的可能性大得多。

钢筋的布置钢筋保护层大。因地下室特殊环境的要求，其连续墙钢筋保护层要求大，一般为50 mm 左右，较厚的保护层使该部位混凝土收缩时不能获得钢筋的约束，形成裂缝，并可能进一步发展。

部分设计配筋间距偏大。钢筋间距越大，产生裂缝的可能性就越大。墙体伸缩缝过长现行《钢筋混凝土结构设计规范》规定地下室钢筋混凝土墙体设置伸缩缝的距离为30m ，但因施工时伸缩缝不好处理，易造成其渗水的薄弱环节。一般工程都不愿意留设或少留设伸缩缝，导致伸缩缝间距远远超过规范要求。混凝土硬化干燥时其本身的收缩率为0.05 %～0.06 % ，其收缩在长、宽、厚三个方向都产生，但长度方向的收缩量要比其他两方向大得多，墙体长度越大，其累计收缩的量就越大，由此产生的相应力也越大，当墙体产生的力大于其强度时，在此部位产生裂缝。

底板对墙体的约束地下室底板混凝土较墙体混凝土要早进行浇筑，其底板混凝土本身的收缩要早于墙体混凝土的收缩，当墙体混凝土收缩时，底板对此产生约束，从而使墙体产生相应力，底板产生压应力。在两侧应力叠加下，当其超过混凝土抵抗强度时，便形成裂缝。

柱对墙体混凝土的约束与地下室外墙现浇墙连的柱，本身是墙体的一部分，但其钢筋的配设要远远大于墙体的钢筋，因而其钢筋对混凝土产生收缩的约束要比墙体的约束大得多，从而加大了墙体自身收缩约束强度，相应提高了墙中的应力，因而该部位更容易出现裂缝。

内外环境的 影响 地下室外墙连续墙混凝土浇筑后，其内外两侧的环境完全不同，外侧与大气相连，其混凝土表面温度易随着大气的变化而变化，墙体反复受到热冷变化而内侧已形成室内环境，变化较小，受二者环境差异的影响，使连续墙内外变化不一，且墙体越厚，差异越大，越易形成裂缝。

混凝土养护不到位也是造成裂缝的一大原因未有效保持墙体混凝土表面温度，一般墙体混凝土浇筑完第二天即将模板拆除，混凝土表面随大气温度变化而变化，而混凝土内部因水化热的释放其温度较高，二者的温差将可能引起裂缝的产生。混凝土养护未到位，不能保证混凝土水化所需的正常水分，墙体属于竖向结构，其水分保持加之其内侧模板支撑的影响，养护更加困难。

2、水灰比的影响

混凝土拌合物的水灰比对硬化混凝土孔隙率的大小、数量起决定性作用，直接影响混凝土结构密实性。

水灰比越小，混凝土密实性越高，抗渗性及强度越高。反之，水灰比过大，混凝土抗渗性也随之降低。因此，适宜的水灰比应保证混凝土具有良好的抗渗性及适宜的和易性。

此外，水灰比是影响抗渗混凝土的耐久性的因素之一，当水灰比超过0.60时，抗冻性明显下降。因此从满足混凝土抗渗性、耐久性出发，抗渗混凝土最大水灰比以0.60为宜。

3、水泥用量、砂率及灰砂比的影响

在一定水灰比限值内，水泥用量和砂率对混凝土抗渗性的影响比较明显。

足够的水泥用量和适宜的砂率，可以保汪混凝土中水泥砂浆的数量和质量，使混凝土获得良好的抗渗性。因此，防水混凝土的水泥用量最低不得小于320kg／m3.

防水混凝土一般采用较高的砂率，因此，除了要求填充石子空隙并包裹石子外，还必须具有一定厚度的砂浆层。

另外，防水混凝土中砂率的选择必须与水泥用量相适应，在一般水泥用量情况下，卵石防水混凝土砂率可选用35%左右，而碎石防水混凝土空隙率较大，砂率以35% ～45%为宜。在最小水泥用量已确定的前提下，灰砂比对抗渗性的影响更为直接，如灰砂比偏大（砂率偏低时），则由于砂子数量不足，水泥和水的含量多，混凝土往往出现不均匀及收缩大的现象，而使混凝土的抗渗性较差。如灰砂比偏小（砂率偏高时），砂子数量过多，则拌合物缺乏粘结力，使混凝土的最终密度同样不高。

4、水泥品种的影响

配制普通抗渗混凝土的水泥，要求抗水性好，泌水性小，水化热低并具有一定的抗侵蚀性。

普通硅酸盐水泥，早期强度增长快，泌水性小，干缩性较小，但抗水性和抗酸盐侵蚀能力较差。

矿渣硅酸盐水泥，水化热较低，抗硫酸盐侵蚀能力好，但泌水性较大，抗渗性较差，干缩性也较大。

综上所述，普通防水混凝土应优先采用硅酸盐水泥，而矿渣水泥在采取相应措施的情况下也可使用。

普通防水混凝土严禁使用过期水泥，特别是已受潮而成团、结块的水泥。否则将由于水泥水化作用不完全，而影响混凝土抗渗性和强度。

5、石子品种与最大粒径的影响

防水混凝土常用的粗骨科有卵石和碎石，对这两种骨料本身可以认为是密实的，不透水的。鉴于这两种骨料表面状态的不同，混凝土拌合物的和易性也不同。碎石表面粗糙，多棱角，与水泥的粘结比卵石要优越，对混凝土强度及抗渗性均有利。但由于碎石表面的特点，要求与卵石同样的和易性，每立方米混凝土需多用水泥约l0～20kg，用水量也随之增加，对抗渗性未必有利。因此，要想获得良好的施工和易性及抗渗性应适当增加水泥用量及砂率。

另外，石子粒径过大或过小，对混凝土抗渗性均不利。在防水混凝土中，允许采用的粗骨科最大粒径一般为40mm，具体的粒径限度尚应按结构厚度，钢筋稀密，振捣条件等因素来确定。

6、养护条件与养护方式的影响

首先，养护对防水混凝土极为重要，也是混凝土获得强度和抗渗性的必要条件。混凝土具有良好的组成，但也只有在良好的养护条件下才能充分发挥其防水作用，否则，由于养护不良也会大幅度降低其抗渗性。

此外，温度和湿度是水泥水化的必要条件，新浇混凝土在潮湿环境中或水中硬化，不但总孔隙率降低，而且孔径也较小。这就增加了混凝土密实性，提高了混凝土的抗渗性。因此，经过长时间在潮湿环境中养护的混凝土抗渗性提高很多。

7、结语

影响普通防水混凝土抗渗性的因素很多，但只要掌握以下配制 规律 就不难配制出质量良好的防水混凝土，即：水灰比在0.6以下，最大不得超过0.65；坍落度以35～50mm为宜；水泥用量不小于320kg／m3（包括细掺料）；含砂率不小于35% —45% ；灰砂比应不小于1：2.5～1：2；粗骨料最大粒径不超过40mm；细骨料最好采用中砂。 此外，抗渗混凝土宜掺用矿物掺合料以增加其和易性和密实性，提高抗渗效果