浅谈混凝土工程裂缝的成因与处理措施

    罗建华　谷继波

    摘要：本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨和分析，并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。

    关键词：混凝土；裂缝；处理措施

    近年来，随着建筑业的迅速发展，各种建筑物、构筑物的形体规模也不断扩大，混凝土在建筑工程中的应用也越来越广泛。由于混凝土具有结构厚、体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高等特点，因而在施工过程中若控制不当极易产生各种结构裂缝。这些裂缝往往给工程带来不同程度的危害，甚至会造成经济上的巨大损失。

    1 混凝土常见裂缝的原因

    混凝土裂缝产生的原因的很多，有变形引起的裂缝；如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。

    1．1 干缩裂缝

    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，变形过大，内部湿度变化较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而裂缝越易产生。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。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、外加料的用量等有关。

    1．2 塑性收缩缝

    塑性收缩产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或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原因有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

    1．3 温度裂缝

    温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚集在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生裂缝隙，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围产生。温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

    2 混凝土裂缝的控制措施

    裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。

    2．1 合理选择原材料，优化混凝土配合比

    2．1．1 水泥品种选择和用量控制。水泥水化热的大量积聚，使混凝土出现早期温升和后期降温现象。由于矿物成分及掺合料含量的不同，水泥的水化热差异较大。为了降低水泥的水化热、减小混凝土的体积变形，大体积混凝土应选用中热或低热的水泥品种，一般选用低水化热的矿渣水泥，低热的矿渣水泥比同标号的普通硅酸盐水泥的水化热可减少1/4左右。另外，在满足混凝土强度和耐久性的前提下，尽量减少水泥的用量。

    2．1．2 掺加外加料。在混凝土中掺入一定量的粉煤灰后，在混凝土用水量不变的条件下，由于粉煤灰颗粒成球状并具有“滚珠效应”，可以起到显著改善混凝土和易性的效能。若保持混凝土拌合物原有的流动性不变，则可减少单位用水量，从而提高混凝土的密实性和强度。由此可见，在混凝土中掺入适量的粉煤灰，不仅可以满足混凝土的和易性，还可以降低水化热。

    2．1．3 掺加外加剂。在混凝土工程通常掺入一定的外加剂，一般可在混凝土中加入粉煤灰或木质素磺酸钙减水剂，如在混凝土中按水泥重量的0.25%掺减水剂，可减少10%左右的水泥。在降低混凝土成本同时，也大大改善了混凝土的性能。一方面，由于外掺剂取代了部分水泥的温差，有利于防裂；另一方面，这种减水剂可以缓凝，在混凝土中可以避免冷接缝，提高工作性及流动性，有利于泵送。

    2．2采用合理浇注和养护措施

    2．2．1浇注要点。混凝土的浇注，应根据整体连续浇注的要求，结合构件尺寸的大小等具体情况选用全面分层法、分段分层法、斜面分层法等方法。还要遵循混凝土施工中已经形成的“分段定点，一个坡度，薄层浇注，循序渐进，一次到顶”的原则。浇注温度宜控制在25度以下。因此，必须合理安排施工时间，尽量避免在高温时段进行混凝土浇注。同时要尽量加快施工速度、缩短浇注时间，尽量降低混凝土的浇注温度，减少结构物的内外温差，并延长混凝土的初疑时间。

    2．2．2 养护措施。在每次混凝土浇注完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。不同施工季节应选择不同的混凝土养护方法。夏季施工时，要采用草帘覆盖、蓄水、洒水、喷水等降温方法进行养护；正常气温时，可噴刷养生液养护；冬季施工时，可使用薄膜养生液、塑料薄膜等封闭料对混凝土保温、保湿，在寒冷季节可搭设挡风保温棚。

    3 结束语

    综上所述，混凝土的物理力学性质决定了混凝土温度裂缝是不可以避免的，必须从原材料、施工、设计等方面实施质量控制，才能最大限度地预防和控制裂缝的产生，使混凝土结构工程更趋于合理、安全。避免混凝土裂缝给工程和建筑物带来不必要的损失。