混凝土结构中典型裂缝的产生机理及其防范对策研究

金国芳

（宁夏亘建建筑工程有限公司，宁夏 石嘴山 753000）

【摘　要】混凝土裂缝，包括现浇板裂缝，其成因复杂，受环境影响因素多，需要不断总结经验，提高施工管理水平，及时采取预防措施，不断提高工程质量。

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关键词 混凝土结构；典型裂缝；温度应力；干缩裂缝；沉陷裂缝；混凝土耐久性

0　引言

现浇钢筋混凝土楼屋面板的裂缝，是目前较难克服的质量通病之一，特别是住宅工程楼板的裂缝发生后，往往会引起投诉、纠纷以及索赔等问题。结构的裂缝问题有日趋增多的趋势，它已影响到正常的生活和生产，并困扰着大批工程技术人员和管理人员，是一个迫切需要解决的技术难题。

1　裂缝的产生机理

（1）大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。

（2）混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。

（3）在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。

（4）当有约束时，混凝土热胀冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。

（5）混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱-硅胶从周围介质中吸水膨胀，体积增大三倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。

（6）在炎热的大风天气，混凝土表面蒸发较过快，造成混凝土内部水化热过高，在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。

（7）构件超载产生的裂缝。

（8）当结构的基础出现不均匀沉陷，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。

（9）当钢筋混凝土处于不利环境中，如侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。

而在施工过程中，我们最为常见的多是因温度而引起的裂缝。混凝土具有热胀冷缩的性能，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。

2　混凝土结构中典型裂缝的防范措施

2.1　干缩裂缝成因及处理措施

干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05~0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

主要预防措施：一是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；二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大，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；三是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；四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；五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

2.2　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。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。

主要预防措施：一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。

2.3　沉陷裂缝及预防

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足。模板支撑问距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。

主要预防措施：一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固；二是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；三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡；四是模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序；五是在冻土上搭设模扳时要注意采取一定的预防措施。

2.4　温度裂缝及预防

（1）尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥。

（2）减少水泥量，将水泥用量尽量控制在450公斤/立方米以下。

（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。

（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。

（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）在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。

（7）高温季节浇筑时可采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土温升，降低浇筑混凝土的温度。

（8）大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。

（9）在大体积混凝土内部设置冷却管道，通过冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差。

（10）加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。

（11）预留温度收缩缝。

（12）减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设砂垫层或使用沥青等材料涂刷。

（13）加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间。在寒冷季节，混凝土表面应采取保温措施，以防止寒潮袭击。

（14）混凝土中配置少量的钢筋或者掺人纤维材料，将混凝土的温度裂缝控制在一定范围之内。

3　结束语

总之，以上对混凝土现浇板裂缝产生的原因及防治的措施进行了理论和实践上的分析探讨，具体施工中我们要具体问题具体分析，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是可以减少的。

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参考文献

［1］张小芳.混凝土裂缝控制的几点体会[J].科技资讯,2007(21).

［2］齐磊,段新莲.建筑工程施工中混凝土裂缝控制方法[J].科技信息,2010(18).

［责任编辑：刘展］