浅谈混凝土裂缝的成因及控制措施

摘要：混凝土裂缝是建筑工程中普遍存在的技术问题，本文主要讨论了工程中混凝土裂缝的成因，并从优化设计、原材料控制、施工控制三个方面论述了混凝土裂缝的控制措施。

关键词：混凝土裂缝；成因；控制措施

Abstract: Concrete cracks are common in the construction work of technical problems, the article focuses on the causes of cracks in the project, discusses the construction control measures from concrete crack control, raw material control and optimization of the three aspects of design.Key words: concrete cracks; causes; control measures

中图分类号：TU377 文献标识码： A 文章编号：

前言

混凝土是现代土木工程中使用最广、用量最大的建筑材料之一。它一般由胶凝材料、粗细骨料、水，以及必要时加入的矿物细粉掺合料和化学外加剂按一定配比搅拌而成。由于混凝土具有原料来源丰富，价格低廉，和易性可塑性好，抗压强度高，耐久性好等诸多优点而广泛应用于房建、市政路桥等工程中。

但是混凝土抗拉强度低，在近代关于混凝土强度理论的研究表明，并且大量的工程实践也表明，混凝土出现裂缝是不可避免的。混凝土裂缝的存在显著影响着混凝土的正常使用状态及耐久性。特别是在大体积混凝土施工过程中，最常见的质量问题就是混凝土裂缝。混凝土裂缝产生的原因和形式很多，我们应针对形成裂缝的原因采取有效的控制措施，从而有效预防和减少混凝土裂缝的数量。

混凝土裂缝的成因

2.1收缩裂缝

2.1.1浇筑初期塑性收缩裂缝

混凝土在终凝之前，几乎没有强度或强度很小，在外界气温高、风速大或者气候很干燥的情况下，混凝土表面失水过快而使混凝土表面急速收缩，而此时混凝土本身的强度又无法抵抗其自身产生的收缩力，因此在混凝土表面产生龟裂。影响混凝土初期收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。

2.1.2干缩收缩裂缝

干缩收缩裂缝一般出现在混凝土露天养护完一段时间后。在混凝土形成后，内部没有完全反应的水分需要蒸发出去，这种蒸发总是由表面开始，由表及里逐渐发展，从而在混凝土中存在一个湿度梯度。这种混凝土内外水分蒸发不同而导致的湿度梯度，最终会导致混凝土内外的收缩变形情况不同，表面水分蒸发快，干燥收缩大，受到内部约束，产生拉应力，从而在表面产生裂缝。影响干缩收缩裂缝的主要原因有混凝土的水灰比、水泥的用量、水泥的种类等有关。

2.2温度裂缝

温度裂缝，大多是由于混凝土硬化过程中内外温差较大而产生的。混凝土结构，特别是大体积混凝土结构在浇筑后，在水泥硬化的过程中放出大量的水化热，而这部分热量又不能及时扩散出去，内部温度不断攀升，使混凝土表面和内部温差很大，而温差可以在混凝土内部产生一定的应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土便产生裂缝。或者当温度产生非均匀的降温时，如施工中过早拆除模板，冬季施工或大体积混凝土施工过早拆除保温层，将导致混凝土表面急剧的温度变化而产生较大的降温收缩，此时表面混凝土受到内部的约束，产生较大的拉应力，当此种拉应力超过混凝土本身的抗拉强度时，在混凝土表面便会产生裂缝。

2.3沉降裂缝

地基承受建筑物的全部荷载，地基受到荷载后的压缩变形使建筑产生沉降。当建筑物建造在软土、回填土以及各种不均匀的地基土上时，或者地基均匀，但是建筑荷载的分布不均匀、相差过大时，使得建筑物各部分的沉降不同。这种情况下，使得混凝土内部受到拉应力或者剪应力，由于混凝土的抗拉、抗剪性能差，从而在薄弱环节产生裂缝。

2.4化学反应引起的裂缝

混凝土拌合后，水泥与水反应会产生一定的碱性离子，这些碱性离子与某些活性骨料中所含的活性二氧化硅会发生化学反应，并在骨料表面生成碱-硅酸凝胶，此种凝胶吸收周围环境中的水之后会产生较大的体积膨胀，导致混凝土出现胀裂的现象。此种裂缝的出现一般是由于所用水泥的碱含量过高或者是骨料活性物质过多造成的。

混凝土裂缝的控制措施

3.1优化设计

3.1.1优化设计配合比

精心设计混凝土的配合比。在保证混凝土具有良好的和易性的情况下，应该尽可能的降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低水灰比、低坍落度、低砂率）、二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）、一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉性能的抗裂混凝土。

3.1.2构造筋的设置

在结构设计中，采取一系列措施，强节点、强锚固，控制最小配筋率，限制配筋最小直径，避免出现薄弱层，通过增配构造筋提高混凝土的抗裂性能。

3.2加强材料控制

3.2.1水泥的选择

优先选用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥。在保证混凝土设计强度等级的前提下，适当减低水灰比，减少水泥用量，以降低混凝土内部的温度，降低内外温差，提高混凝土硬化后的稳定性。

3.2.2骨料的选择

在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大、级配良好的石子，这样既可以节约用水量，又可以节约水泥用量，减少混凝土的收缩，控制裂缝的产生。在选择粗骨料时，应严格控制其针片状颗粒的含量及其含泥量，这两者过多都会造成混凝土的强度降低，从而对裂缝的控制不利。

在选择细骨料时，应选用平均粒径较大的中粗砂，从而节约水泥用量，减少水化热，降低混凝土的收缩，从而控制裂缝的产生。

在选择粗细骨料时，应严格控制骨料中活性成分的含量，以避免在使用过程中发生碱-集料反应，导致混凝土胀裂，造成严重后果。

3.2.3掺加料

在混凝土搅拌时，掺入适量的掺加料，如粉煤灰，从而节约水泥用量，降低混凝土收缩，控制混凝土裂缝的产生。

3.2.4掺入外加剂

掺入适量的减水剂，可在保证混凝土流动性不变的情况下，节约水泥用量，降低混凝土的水化热，减少混凝土收缩，控制裂缝的产生。

在拌合混凝土时，还可掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土内部产生的温度应力。

3.3加强施工控制

3.3.1降低入模温度

降低混凝土的入模温度，控制混凝土内外的温差。如降低拌合水温度，在拌合水中加冰屑或用地下水。在温度较高的情况下施工时，对施工现场露天的砂石进行覆盖，以减少阳光直射，避免曝晒，并在浇筑前对砂石用水冲洗进行降温。

3.3.2控制混凝土内部温度

为将降低混凝土内部的水化热，可在其内部预埋冷却水管，通入循环水将混凝土内部的热量带出，以便加快混凝土内部的热量散发，进行人工导热。

3.3.3分层浇筑

对于大体积混凝土，可分层浇筑，以加快热量散发，并使温度分布均匀。在大体积混凝土浇筑时，为保证结构的整体性和施工的连续性，采用分层浇筑时，应保证在下层混凝土初凝前将上层混凝土浇筑完毕。

3.3.4加强振捣

混凝土应采用机械振捣。在振动界限以前对混凝土进行二次振捣，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土和钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土的强度提高，从而提高混凝土的抗裂性能。

3.3.5设置后浇带

当大体积混凝土平面尺寸过大，在设计许可时，可以适当设置后浇带，以减小外应力和温度应力；同时，也有利于散热，降低混凝土的内部温度，从而减小温差，控制混凝土裂缝。

3.3.6 加强砼养护

养护是混凝土施工中一项十分重要的工作。在混凝土施工完毕后，应及时对混凝土覆盖保温、保湿材料，进行养护，以便控制混凝土的内外温差，从而促进混凝土强度的正常发展和控制裂缝的产生。

3.3.7二次抹压

大体积混凝土必须及时进行二次抹压，以便减少混凝土表面收缩裂缝。

结语

综上所述，混凝土裂缝的出现是一个比较复杂的问题。在施工实践中，我们应该结合施工现场的现状、施工条件，从设计、原材料、施工各个方面综合细致的考虑，从而尽量控制混凝土施工过程中裂缝的产生。