浅析混凝土早期养护对裂缝防治的作用

摘要：本文对商品混凝土早期裂缝的产生原因、类型进行分析，从商品混凝土早期养护的重要性，及时而充分的湿养护及混凝土二次抹压的重要性等方面，分析商品混凝土养护的控制要点。

关键词：商品混凝土；早期养护；裂缝防治

Abstract: in this paper, the commercial concrete early crack causes and types of the analysis, the importance of the early concrete curing from the goods, timely and sufficient secondary wet curing and concrete plastering, the importance of the control points of the analysis of commodity concrete curing.

Keywords: concrete products; Early maintenance; Crack prevention and control

中图分类号：[TQ178]文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1 前言

随着社会发展进程的加快，建筑工程随之突飞猛进的发展。混凝土作为当前必须的建筑材料在土木、水利、桥梁、隧道等工程中得到了广泛的应用，大大提高了建筑质量，促进了混凝土技术的发展，但由此带来的混凝土严重的早期裂缝问题，是近年来建筑工程质量投诉的焦点，引起建筑行业内部和社会的极大关注。造成混凝土裂缝的原因是复杂的、多方面的，但是，对商品混凝土使用认识的不足及养护的不当是造成商品混凝土裂缝普遍存在的主要原因。本文综合建筑施工方面的经验和意见，对裂缝产生原因、类型进行分析，并对早期及时、充分的养护及二次抹压等方面对防治裂缝的作用进行如下分析。

2 早期裂缝的产生原因及类型

混凝土具有强度高、耐久性好、适用性广等优点，而混凝土在生产、施工过程中由于各种原因引发的混凝土质量问题不容忽视。混凝土裂缝是最常见的工程质量问题，在工程实例中屡见不鲜。混凝土早期裂缝是因为混凝土失水过多所致。在收缩裂缝形成过程中，是收缩应力形成在先，混凝土的收缩产生在后，是应力迫使混凝土收缩。因此混凝土的收缩是被动的，而不是主动的。所以应力是造成混凝土收缩开裂的主要原因，只有找到应力源，采取有效措施消除或减小应力的产生，这才是最有效的防裂方法。

早期收缩裂缝主要类型有：

（1）塑性收缩裂缝：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，两侧细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20～30厘米，较长的裂缝可达2～3米，宽l～5毫米。混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土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。影响混凝土塑性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）温度裂缝：是由于混凝土结构中温度变化不均匀而产生的温差裂缝。表面温度裂缝走向无一定规律性。梁板式或长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边，大面积结构裂缝常纵横交错。深进的和贯穿的温度裂缝，一般与短边方向平行或接近于平行，裂缝沿全长分段出现，中间较密。裂缝宽度沿全长没有太大的变化。温度裂缝多发生在施工期间，缝宽受温度变化影响较明显，冬季较宽，夏季较细。沿断面高度，裂缝大多呈上宽下窗状，但个别也有下宽上窄情况，遇上下边缘区配筋较多的结构，在时也出现中间宽两端窄的梭形裂缝。大体积混凝土和新浇筑混凝土突遇气温骤降是温差裂缝多发区。大体积混凝土由于水泥水化时放出的热量在内部集聚，难以散发，引起结构内部温度升高，形成较大的温差，导致结构开裂。

（3）冻胀裂缝：在大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%-50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

（4）伸缩裂缝：是在混凝土凝结硬化过程中，由于混凝土的干缩变形而引起的。在路面、地面等素混凝土中最易发生。因为混凝土的干燥收缩在有钢筋混凝土中，受到钢筋拉应力约束作用，不易产生可见的伸缩裂缝。在路面、地面等素混凝土浇筑凝结后，不及时分割切缝极易产生贯通的伸缩裂缝。

有效的控制上述各种混凝土的收缩裂缝，应是以不可见裂缝和不可见孔隙缺陷为控制目标，而不是以可见裂缝或可见有害裂缝为控制目标。硬化混凝土即使没有发现可见裂缝，也不能说明它的质量优越。混凝土浇筑成型后及硬化阶段如果不能有效防止失水，混凝土表面和内部都存在大量连通的毛细孔隙缺陷，使混凝土的抗渗性能降低；由于毛细孔的应力作用，或已经产生不可见裂缝。这些失水缺陷在混凝土内积蓄着内应力，混凝土的体系成为不稳定的体系。连通的毛细孔隙和不可见裂缝，将加剧混凝土的中后期失水，产生新的应力，前后应力叠加，不可见裂缝很容易扩展成为可见裂缝。工程中很多混凝土养护结束时没有开裂，但半个月以后，或一两个月以后陆续出现裂缝，就是这个道理。

混凝土的可见裂缝是由不可见裂缝扩展而来的，不可见裂缝又是由连通的毛细孔隙缺陷产生的收缩应力引发的。要控制混凝土的可见裂缝，就应控制不可见裂缝的形成；要控制不可见裂缝的形成，就应控制连通的毛细孔隙缺陷。这就是从源头上控制的防裂方法。拌合水损失是混凝土收缩裂缝形成的直接原因。防治混凝土开裂最好的方法是对混凝土采取即时水养护、二次抹压覆盖完成后立即蓄水养护。下文将对此进行详细探讨。

3 早期及时养护对防治裂缝的作用

对不掺用减水剂的普通混凝土而言，早期收缩很小，早期的洒水养护主要是使水泥充分水化，保证混凝土强度的发展，因此，我国混凝土结构工程施工质量验收规范规定，混凝土的起始养护时间是浇筑后12小时以内。但对大量掺用减水剂的现代商品混凝土，经相关试验证明，初凝后8小时内的收缩急剧增加，而在实际工程中最大量的楼板裂缝也主要出现在混凝土初凝后几小时以内。因此，掌握好起始养护时间是控制商品混凝土早期收缩裂缝的关键，如果不按照混凝土初凝后进行洒水养护，就失去了控制早期收缩裂缝的最佳时间，从早期收缩裂缝控制来讲，将失去任何的作用。目前大部分施工单位仍然习惯于传统的施工养护经验，没能根据现在商品混凝土的特点，在混凝土刚初凝就采取合理养护措施，有效降低收缩，减少开裂。

４ 早期充分养护对防治裂缝的作用

及时养护主要是在混凝土的表面没有失水前就进行养护，但在实际操作过程中，要掌握及时养护有一定的困难，往往需要根据混凝土拌合物性能、气候等情况来确定。如果在养护时表面已出现失水现象，则需要在养护前对表面因失水造成的缺陷先行进行处理再养护，以保证养护的效果。所谓充分养护主要是保证在整个规定的养护期间混凝土都不失水，不失水则养护是充分的，否则就是不充分的。养护越充分则混凝土存在的缺陷越少，不充分则存在的缺陷就多。但目前大部分施工单位对混凝土的养护都是在浇筑后第2天开始洒水，每天2~5次，既不及时也不充分，造成裂缝众多。

５ 早期阶段性养护对防治裂缝的作用

根据试验资料和生产资料，商品混凝土的7天强度约为28天强度的65％～85％，因此规范要求湿养护7天是合理的，最好能保持7天都不失水。根据经验，在这7天中，时间越靠前，混凝土越容易失水，越容易形成缺陷，防止失水也越重要。3天强度约为28天强度的45％~60％，所以前3天防止失水尤为关键。前3天若不失水，之后继续浇水保湿至7天，从工程实际来看，效果都不错。而第l天则尤为关键，因为浇筑后的第1天是混凝土的充水空间刚刚开始被水化产物填充、但还没有被完全填充、最容易失水的一天。如果放任失水，混凝土就可能因失水过多，形成严重的缺陷。如果第1天失水过多，那么之后的养护不管再怎么充分，所造成的缺陷可能都很难弥补。同时，第1天也是水化产物生长发育最快的一天，第1天不失水，不发生水的迁移，就给水化产物切断毛细孔通道，实现充水空间的完全填充创造了条件。所以第1天一定不能够失水，是收缩裂缝控制最关键的一天。有的工程第1天不注意保养，第2天才开始洒水养护，养护结束以后，板面还是有很多的裂缝，分析其原因，是因为第1天已经有了裂缝的产生，这说明第1天的不养护致使粗大的毛细孔已经形成，难以愈合。所以，湿养护7天，关键是前3天，最关键是第1天。因此，不管用什么方式养护，都要保证第1天达到不出现失水的问题。这一原则是从工程实践中总结出来的，也符合胶凝材料的水化硬化规律。这一原则对于混凝土的早期裂缝控制非常重要。

６ 早期二次抹压对防治裂缝的作用

混凝土浇筑振捣密实后，为了表面的平整度，必须用木抹子将表面抹平，称为“一次抹平”。一次抹平后，如果不立即养护，至混凝土初凝前，必须至少再抹一次，这次不只是抹平，还要“压”，将混凝土表面抹压密实，称为“二次抹压”。二次抹压的主要作用有：消除混凝土的表面缺陷及早期的塑性裂缝；提高混凝土表层的密实度；表层密实度提高后，可减缓混凝土内水分迁移蒸发的速度，提高混凝土的抗裂能力。从一次抹平至二次抹压，是混凝土逐渐初凝的过程，有较长一段时间，只要环境相对湿度低于100％，混凝土就会失水，形成缺陷。这些缺陷不消除，在混凝土继续失水的情况下，孔道进一步加深，裂缝进一步扩展，出现开裂。在湿养护不够及时、不够充分的情况下，只有一次抹平而没有二次抹压，混凝土的开裂将很严重，实施二次抹压后，开裂程度大大减轻。因此，除非实施即时养护，使混凝土表面不能生成失水缺陷，否则二次抹压工艺是必须的。目前二次抹压大多采用圆盘式抹光机，消除表面缺陷与密实表层的作用比抹刀好，效率也高。二次抹压后，必须立即对混凝土进行充分的湿养护，以避免混凝土再次失水。只有及时养护，才能保证混凝土早期水化良好，提高硬化混凝土的质量，为混凝土耐久性的提高打下早期质量基础。

７ 结论

综上所述，在施工过程中只要严格按照施工规范施工，对混凝土表面进行二次抹压，实施及时而充分的保湿养护，很大程度上可以减少混凝土裂缝的出现，从而在一定程度上使混凝土裂缝得到有效的控制，进而减少商品混凝土裂缝问题对工程的不良影响。

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【作者简介】江南妮（1981-），女，工程师

【单位地址】辽宁省锦州市丰豪混凝土有限公司（121002）