淺談混凝土裂縫的成因及防治措施

曾憲科

摘要：混凝土在現代工程建設中占有重要地位。而在今天，混凝土在施工過程中出現不同程度、不同形式的裂縫，這是一個相當普遍和常見的現象，并且在大體積混凝土施工中表現尤為突出。本文介紹了鋼筋混凝土裂縫類型及產生原因，提出比較常用的裂縫處理措施。并分析了裂縫的產生原因及處理方法。

關鍵詞：混凝土結構；裂縫成因；預防措施；處理方法

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

一、混凝土裂縫簡述

混凝土在施工中對有些結構按其所處條件的不同，允許存在一定寬度的裂縫。但施工中仍盡可能采取有效的技術措施控制裂縫，使結構盡量不出現裂縫，或盡量減少裂縫的數量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現，以確保工程質量。

二、裂縫產生的主要原因：由外荷載（包括施工和使用階段的靜荷載、動荷載）引起的裂縫；由變形（包括溫度、濕度變形、不均勻沉降等）引起的裂縫；由施工操作（如制作、脫模、養護、堆放、運輸、吊裝等）引起的裂縫。

三、裂縫的分類：按裂縫的方向、形狀分類有水平裂縫、垂直裂縫、橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫以及放射狀裂縫等；按裂縫深度分類有貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種；按成因分類主要有塑性裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫及不均勻沉降裂縫。

四、鋼筋混凝土結構裂縫的類型

鋼筋混凝土結構裂縫就其開展程度分為表面裂縫、貫穿性裂縫、破壞性裂縫；就其在結 構表面形狀分為網狀裂縫、爆裂狀裂縫、不規則短裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、斜裂縫等； 按其發展情況分為穩定裂縫和不穩定裂縫、能閉合裂縫和不能閉合的裂縫；按其尺寸大小分 為微觀裂縫和宏觀裂縫兩類，微觀裂縫是混凝土內部固有的一種裂縫，它是不連貫的，一般 存在于混凝土結構內部，尺寸較小裂縫寬度通常情況下不超過0.5mm，宏觀裂縫是指尺寸較 大的裂縫，裂縫寬度通常情況下大于0.5mm，可存在于混凝土內部，也可存在于混凝土表面 ；按時間可分為施工期間形成的裂縫和使用期間產生的裂縫；按其影響因素可分為設計因素 裂縫、材料因素裂縫、施工因素裂縫、使用因素裂縫、溫度因素裂縫，不均勻變形因素裂縫 、鋼筋銹蝕裂縫等幾大類。下面就工程中比較常見的裂縫進行闡述。

1、塑性收縮裂縫

塑性裂縫出現在結構表面，形狀不規則且長短不一，這種裂縫大多出現在混凝土澆筑初期。塑性裂縫又稱龜裂，嚴格來說屬于干縮裂縫，出現很普遍。產生這種裂縫的因素是多方面的：如當新拌混凝土的坍落度較大，而振動時間過長時，水泥漿浮在上層，骨料下沉時收到鋼筋或其他物質的約束，出現不均勻沉降，從而使混凝土的表層產生裂縫；澆筑后混凝土表面沒有及時覆蓋，受風吹日曬，表面水分蒸發過快，產生急劇收縮，而此時混凝土早期強度不能抵抗這種變形應力，因而開裂；使用收縮率較大的水泥，水泥用量過多，或使用過量的細砂和粉砂混凝土水灰比過大，也會導致這種裂縫出現。

預防措施：配制混凝土時，應嚴格控制水灰比和水泥用量，選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率；同時，要振搗密實，以減少收縮量，提高混凝土抗裂度。澆筑混凝土前，將基層和模板澆水濕潤，混凝土澆筑后，對裸露表面應及時用潮濕材料覆蓋，認真養護。在氣溫高、濕度低或風速大的天氣施工，混凝土澆筑后，應及早進行噴水養護，使其保持濕潤；大面積混凝土宜澆完一段，養護一段。此外，要加強表面的抹壓和養護工作?；炷琉B護可采用表面噴氯偏乳液養護劑，或覆蓋濕草袋、塑料布等方法；當表面發現微細裂縫時，應及時抹壓，再覆蓋養護

2、混凝土干縮引起的裂縫

在混凝土硬化過程中，產生內部干縮而引起體積變化，當這種體積變化收到約束時，就可能產生干縮裂縫。干縮裂縫處在結構的表面，較細，起走向縱橫交錯，沒有規律性。這類裂縫一般在混凝土露天養護完畢一段時間后，在表層或側面出現，并隨濕度和溫度變化逐漸大戰。如混凝土成型后，因養護不當，收到風吹日曬，使得表面水散發快，體積收縮大，而內部濕度變化小，收縮也小，因而表面的收縮變形受到內部混凝土的約束，產生拉應力，引起混凝土表面裂縫；或者構件因水分蒸發產生體積收縮，收到地基或墊層的約束而出現干縮裂縫。此外，混凝土構件長期露天堆放，表面濕度經常發生劇烈變化；采用含泥量大的粉砂配制混凝土；混凝土過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層；用后張法預應力制成的構件，露天生產后長久不張拉等等，都會產生這種裂縫。

預防措施：混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能過大；嚴格控制砂石含泥量，避免使用過量粉砂；混凝土應振搗密實，并注意對板面進行抹壓，可在混凝土初凝后、終凝前進行二次抹壓，以提高混凝土抗拉強度，減少收縮量。加強混凝土早期養護，并適當延長養護時間。長期露天堆放的預制構件，可覆蓋草簾、草袋，避免曝曬，并定期適當灑水，保持濕潤。薄壁構件則應在陰涼地方堆放并覆蓋，避免發生過大濕度變化

3、溫度變化引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮的性質，當環境溫度發生變化時就會產生溫度變形，由此產生附加應力，當這種應力超過混凝土的抗拉強度時就會產生裂縫，在工程中，這種裂縫比較常見，譬如現澆屋面板上的裂縫、大體積混凝土的裂縫。溫度裂縫大多發生在施工的中后期間，縫寬受溫度變化影響較明顯。表面溫度裂縫多緣于較大溫差。特別是大體積混凝土基礎在澆灌混凝土后，在硬化期間放出大量水化熱，內部的溫度不斷上升，使混凝土表面和內部溫差很大。當溫差出現非均勻變化時，如施工中過早拆除模板，冬季施工過早拆除保溫層，或受到寒潮襲擊，都會導致混凝土表面急劇的溫度變化，使其因降溫而收縮。此時，表面受到內部混凝土的約束，將產生很大的拉應力，而混凝土早期抗拉強度又很低，因此出現裂縫。但這種溫差僅在表面處較大，離開表面就很快減弱。因此，這種裂縫只在接近表面較淺的范圍內出現。深入和貫穿性的溫度裂縫多緣于結構溫差大。如大體積混凝土凝結和硬化過程中，水泥和水產生化學反應，釋放出大量的熱量，成為“水熱化”，導致混凝土塊體溫度升高，當混凝土塊體內部的溫度與外部的溫度相差很大，以致所形成的溫度應力或溫度變形超過混凝土當時的抗拉強度或極限拉伸應變，就會形成裂縫。

預防措施：盡量選用低熱或中熱水泥（如礦渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土中摻適量粉煤灰；或利用混凝土的后期強度，降低水泥用量，以減少水化熱量。選用良好級配的骨料，并嚴格控制砂、石子含泥量，降低水灰比，加強振搗，以提高混凝土的密實性和抗拉強度，在混凝土中摻加緩凝劑，減緩澆筑速度，以利于散熱，或摻木鈣、減水劑，以改善和易性，減少水泥用量。避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土；必須在熱天澆筑時，可采用冰水或深井涼水拌制混凝土，或設置簡易遮陽裝置，并對骨料進行噴水預冷卻，以降低混凝土攪拌和澆筑的溫度。分層澆筑混凝土，每層厚度不大于30厘米，以加快熱量散發，并使溫度分布均勻，同時也便于振搗密實。大體積混凝土適當預留一些孔道，采取通冷水或冷氣降溫。

4、結構基礎不均勻沉降引起的裂縫

當結構的基礎沉降不均勻時，結構構件受到強迫變形，導致結構物中構件與構件之間產生斜拉和剪切作用，從而是的結構構件開裂，隨著不均勻沉降的進一步發展，裂縫會進一步擴大。這類裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況。由于地基變形造成的應力一般較大，因此裂縫寬度較大、多呈45°，并且通常是貫穿性的。

預防措施：對松軟土、填土地基應進行必要的夯實和加固。避免直接在松軟土或填土上制作預制構件，或經壓夯實處理后作預制場地。模板應支撐牢固，保證有足夠強度和剛度，并使地基受力均勻。拆模時間不能達早，應按規定執行。構件制作場地周圍應作好排水措施，并注意防止水管漏水或養護水浸泡地基。

三、小結

通過對大體積混凝土裂縫形成的原因和預防措施作了初步探討，認為只要采取以防為主，在大體積混凝土結構的設計、混凝土材料的選擇、配合比優化、拌制、運輸、澆筑、保溫養護，以及加強施工過程中各環節的控制，采取了一系列的技術措施，并施工中多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，相信混凝土的裂縫是完全可以控制的。

參考文獻

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國家基本建設委員會建筑科學研究院編. 《鋼筋混凝土結構設計規范》. 北京. 中國建筑工業出版社.1974.

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王鐵夢.《工程結構裂縫控制》.中國建筑工業出版社.1999.