浅谈混凝土裂缝成因、预防

 摘 要：混凝土裂缝是建筑工程中较为普遍存在的问题，根据大型建筑物（大坝、厂房等）施工实际情况，就其形成原因与控制谈一些看法。

关键词：混凝土；裂缝；原因；预防

1 裂缝产生的原因

1.1 设计原因

（1）大型建筑物多为大体积混凝土，设计方案无降温措施，混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，（当水泥用量在350-550kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500-27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达60℃以上），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，进而产生温度裂缝。（2）设计结构中断面突变，导致应力集中所产生的构件裂缝。（3）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）。（4）设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。

1.2 混凝土材料和配合比

配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度，是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示：用水量不变时。水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加约5%；水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度约降低20%，混凝土与钢筋的粘结力降低10%。有些地方发现不少厂房混凝土浇捣的楼板出现裂缝，总结的原因有如下方面：（1）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。（2）骨料粒径越细、针片含量越大，细骨料石粉含量超标，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。（3）混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。（4）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。（5）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很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。（6）配合比中水灰比（水胶比）过大。

1.3 施工及现场养护

（1）现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过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。（2）对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。（3）大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。（4）现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。

2 裂缝的预防措施

2.1 设计

（1）专门制定温控措施、方案，包括制冷设备和中后期制冷系统运行的要求。（2）严格审核设计图纸，受力分析要复核，合理设置施工缝，合理考虑安全系数。（3）设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中。在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。（4）积极采用补偿收缩混凝土技术。常见混凝土裂缝中，相当部分是由于混凝土收缩而造成的。要解决此问题，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。实践证明，效果很好。（5）重视对构造钢筋的认识。在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋直径和数量的选择。

2.2 选材和配合比设计

（1）选用粉煤灰、外加剂以减少水泥用量和砼的发热量。比如：大部分高效缓凝减水剂使28d龄期的混凝土的发热量减少25%～30%；粉煤灰减少混凝土的初期发热量，简化温控措施等。（2）选择低水化热水泥，施工现场多使用普通硅酸盐水泥，也应尽量减少单位水泥用量。不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。（3）选择骨料，严格按《水工混凝土施工规范》的各项指标控制，粗骨料针片状颗粒含量<15%为佳，人工砂的细度模数宜在2.4～2.8范围内，石粉含量6%～18%为佳。选择的天然细集料含泥量<3%，细集料含泥量<0.5%为佳。砂率严格按照规范要求，根据现场实验选定最佳砂率为宜。（4）砼要有合适的配合比，选择合适的配合比，不仅要满足强度要求、施工要求，还要从防止产生裂缝的需要出发。适当地选择好水灰比，在满足强度要求的原则下，尽可能减少水泥用量。粉煤灰加量适当，高效缓凝减水剂等外加剂（如木质素、糖蜜、MF复合剂等）合理掺量，增加混凝土的强度，减少裂缝的产生。

2.3 施工操作

（1）浇捣工作：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，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。（2）混凝土养护：混凝土裂缝防治工作中，新浇混凝土早期养护尤为重要，可保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。洒水养护强度不仅考虑施工现场温度高、风速大等原因。（3）混凝土的降温和保温工作：对于厚大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥水化热问题。浇筑前骨料要风冷、可以制冰水、夏季运输采取保温措施等降低混凝土入仓温度，采取必要的降温措施（仓面喷雾、埋设散热孔、通水排热、冷却水管等），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、保温苯板等（不紧要考虑季节降温、也要考虑昼夜温差）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。比如：出现裂缝的部位是国内某大坝泄洪坝段上游面在1999年浇筑的，到了2000年只出现一条裂缝，到2001年了，以为混凝土龄期2年了，就不太重视温控措施了。2001年夏天把保温材料拿掉了，冬天来了，应该再把保温材料盖好。但大家疏忽了。结果，2002年出现的裂缝就比较多了。这是一个深刻的教训。象大坝泄洪坝段上游面这样重要的部位，保温措施应该一直保留到蓄水为止。而贵州某双曲拱坝上游面保温苯板在蓄水之前才拆除，有效的保证了混凝土裂缝的产生。（4）避免在雨中或大风中浇灌混凝土。（5）现浇结构的模板拆除时的混凝土强度应符合设计或规范要求。

3 结语

对建筑物耐久性有严重影响的、对结构安全性、稳定性等有害的裂缝我们一定要事前积极预防，施工中要引起足够重视。特别是在国外大型建筑物材料需求量大、很多受材料限制，比如非洲加纳、尼日利亚的粉煤灰还要从国内运，当地水泥品种有限（尼日利亚水泥以Lafarge、Dangote两种水泥为主，而且一般先付现金后拿货、月供应量有限），加纳布维主要为砂岩，尼日利亚宗格鲁使用Luwa村的花岗岩，大多都存在骨料选择性较少、运距远、当地村民阻扰等问题。选用裂缝预防措施的时候必须充分考虑材料的选择。必要时进行相关试验为宜。