混凝土工程中常见温、湿度裂缝分析及预防措施

苏晓明

郑州市工程质量监督站（450000）

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合搅拌而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土中呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，也就是混凝土工程中所说的裂缝。

混凝土产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等，本文仅对由温、湿度变化产生的一系列裂缝问题进行简要的分析探讨。

1 裂缝分类

1.1 干缩裂缝

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一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种干缩是不可逆的。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的。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，水分损失偏慢，变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部的约束，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，干缩裂缝越容易产生。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0.05mm～0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多延其短向分布（裂缝往往产生在传递力量薄弱部位）。

干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋锈蚀，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。

1.2 塑性裂缝

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、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20～30 cm,较长的裂缝可达2～3 m长、1～5mm宽。其产生的主要原因为:混凝土在终凝前混凝土表面失水较快,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的收缩，因此产生龟裂。

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。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚集在混凝土内部不易散发,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，较大的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，而产生收缩，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内产生。

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裂缝通常是中间粗两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀及混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

2 预防措施

2.1 干缩裂缝

混凝土的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:1）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或是在水泥中掺入一定比例的粉煤灰等低热材料，降低水泥的用量，降低水化热的产生；2）混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此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;3）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；4）加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间，冬季施工时要适当的延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护；5）在混凝土结构中设置合适、合理的收缩缝。

2.2 塑性收缩裂缝

混凝土的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、相对湿度等等。

主要预防措施:1）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；2）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；3）浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透；4）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；5）在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。

2.3 温度裂缝

主要预防措施:1）尽量选用低热或者中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥；2）减少水泥用量；3）降低水灰比；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”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）高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的升温,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有关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因此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，通冷水或者冷气冷却降温，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）设温度收缩缝；12）减小约束，浇筑混凝土前宜在基层和老混凝土上铺设5mm左右的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，保证混凝土表面缓慢冷却，在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击；14）混凝土配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内；15）严格控制混凝土内外温差，不允许超过一定的设定值。

裂缝是混凝土结构中一种普遍存在的现象,它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究，区别对待,在施工中采取各种有效地预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物结构的安全、稳定。