混凝土裂缝原因及其治理

康国云 李晓华

（内蒙古鑫安建筑安装工程有限责任公司，内蒙古 乌兰浩特 137400）

1 混凝土裂缝产生的主要原因

1.1 水泥水化热

水泥水化过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的七天左右，大量的水泥水华热使混凝土内部升高，在表面引起拉应力；后期在降温过程中，由于受到基础或表面已经凝固的混凝土的约束，因降温收缩的砼又会在混凝土内部引起拉应力，尤其对于大体积混凝土来讲，混凝土内部和表面的散热条件不同，内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，这种内外温差巨大的现象更加严重，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。

1.2 混凝土的收缩

混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下这种自发变形不会产生应力，但在受到外部约束时（支承条件、钢筋等），变形受限，在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。

1.3 外界气温湿度变化的影响

浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发混凝土的开裂。另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响，外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的产生。

1.4 设计不当产生的裂缝

为追求建筑物的外观样式,建筑物表面存在过多凹凸角,产生的凹角应力集中导致出现裂缝。一些超长建筑物,很易出现伸缩裂缝。此外,因设计的承重板件厚度太小,刚度减弱,板中受拉钢筋和受压混凝土应力增大,致使板件出现穿透性裂缝。

2 混凝土裂缝的防治措施

2.1 温度的控制

优先采用水化热低的水泥,如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等；用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量,降低水化热,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下；降低水灰比,一般混凝土的水灰比控制在0.6 以下；改善骨料级配,在浇筑时投入适量的毛石；掺加外加剂。为了改善混凝土的拌和性,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；浇筑混凝土时,放慢浇筑速度和减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热或采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升,降低浇筑混凝土的温度；大体积混凝土更容易产生裂缝,因为温度应力与结构尺寸相关,混凝土结构尺寸越大,温度应力越大,所以在混凝土中埋设水管,通入冷水降温,减小混凝土的内外温差,减小约束；采用人工降温措施,如拌制混凝土时,用低温水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度,浇筑混凝土时,预留温度收缩缝。

减小约束,浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm 左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷；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,以控制内外温差,减缓奖温速度;并注意洒水养护,或养护时用循环水冷却,适当延长养护时间,保证混凝土表面缓慢冷却。长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施,以防止寒潮袭击；在混凝土中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；规定合理的拆模时间,气温降低时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度骤降。

2.2 采用合理的施工方法

混凝土的拌制,要严格控制原材料计量准确,同时严格控制混凝土坍落度,并尽量降低混凝土拌合物的温度。

混凝土浇筑过程质量控制。浇筑过程中要振捣密实,振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜,间距要均匀,以振捣力波及范围重叠二分之一为宜,浇筑完毕后,表面要压实、抹平,以防止表面裂缝。另外,浇筑混凝土要求分层浇注,分层流水振捣,同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性能。尽量避开在太阳辐射较高的时间浇筑,若由于工程需要在夏季施工,则尽量避开正午高温时段,浇筑尽量安排在夜间进行。混凝土强度达到设计强度的75%以上,混凝土中心与表面最低温度控制在25℃以内,预计拆模后混凝土表面温降不超过9℃以上方可拆模。在混凝土在拆模后,特别是冬季施工,在拆模后立即采取表面保护。防止表面降温过大,引起裂缝。另外,当日平均气温在2～3 天内连续下降不小于6～8℃时,28 天龄期内混凝土表面必须进行表面保护。

2.3 设计单位应明确建筑物的安全第一的宗旨

在保证安全的前提下对建筑物的实用性、装饰性进行改进,不可片面追求建筑物的经济性和装饰效果。

2.4 混凝土材料方面的选择

选用收缩性较低的水泥,合理搭配水泥强度等级与混凝土强度等级之间关系。一般情况下,水泥强度比所使用的混凝土强度大一个等级。如配置C30 混凝土,使用强度等级为P.O.42.5 的水泥比较合适,可以达到合理的水灰比,保证施工质量。切记不能只为片面追求经济效益,使用高标号水泥、大水灰比的配合比。在现场一定要设置与施工规模和进度相匹配的水泥仓库,严禁不同厂家的水泥混用。

选用级配良好的粗、细骨料,粗骨料中针、片状石子严禁超标,细骨料不能使用细砂,含泥量、泥块含量严格控制在规范要求以内。尽量选用收缩率小的骨料。夏季骨料温度高时,采用洒水等降温措施,减缓混凝土水化反应速度,降低混凝土入模温度。

3 混凝土裂缝的处理方法

3.1 表面处理法

包括表面涂抹和表面贴补法。表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的发丝裂缝,不漏水的缝,不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补法适用于大面积漏水 (蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。

3.2 填充法

用修补材料直接填充裂缝,一般用来修补较宽的裂缝(0.3mm),作业简单,费用低。宽度小于0.3mm、深度较浅的裂缝,或是裂缝中有充填物、用灌浆法很难达到效果的裂缝,以及小规模裂缝的简易处理可采取开V 型槽,然后作填充处理。

3.3 灌浆法

此法应用范围广,从细微裂缝到大裂缝均可适用,处理效果好。

3.4 结构补强法

因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验、钻心取样试验、压水试验、压气试验等。

4 结束语

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。

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