混凝土结构裂缝产生原因及控制措施

焦斌

（神东煤炭集团神东置业公司，内蒙古 鄂尔多斯 017000）

1 前言

混凝土（砼）结构出现裂缝是不可避免的，在保证结构安全和耐久性的前提下，裂缝是人们可接受的材料特征，但长期以来,由于对砼裂缝问题认识上的偏差,或重视程度不高,砼开裂现象十分普遍,严重破坏了建筑物的外观质量,给业主的心理造成不安全感。特别是住宅工程裂缝发生后，往往会引起投诉、纠纷、以及索赔要求等。现结合本人大量的工程实践经验和认真研究，谈谈砼结构裂缝出现原因及控制措施。

2 裂缝产生的原因及控制措施

砼结构裂缝产生的原因很复杂，但引起裂缝的因素主要有以下几方面，现作分析。

2.1 温度裂缝

形成原因：砼是热的不良导体,传热很慢,砼浇筑后，在砼硬化初期,水泥的水化热使砼内部温度升高，造成内外温差很大,形成温度梯度,产生膨胀或收缩，从而出现裂缝。

控制措施

1)在材料方面：严格控制砼原材料,降低水泥水化热。选用中热和低热的水泥品种;选择合适的骨料级配,增强砼的和易性,在施工条件允许的情况下,尽量选择粒径较大、级配良好的粗骨料;掺加适量的外加剂或掺和料；优化砼配合比,改善砼的性能,从而降低水化热。

2)在施工、设计方面

a)控制砼的出机温度。对砼出机温度影响最大的是石子与砂的温度,采用预冷骨料、遮阳防晒、洒水降温。

b)掌握好砼浇筑时间。合理部署施工,尽量避免在炎热天气浇筑大体积砼,控制砼的浇筑温度,减少结构的内外温差。

c)及时对砼进行保温、保湿养护。尽量减少砼的暴露面和暴露时间,避免夏季遭受暴晒,防止冬季经受寒潮冲击,延缓混凝土的降温速率。

d)改善边界约束和构造设计。如设置后浇带、底板和顶板与墙的转角处配制温度钢筋等。

2.2 塑性裂缝

形成原因：在新拌砼中，骨料颗粒悬浮在一定稠度的胶结材料浆体中，由于普通砼的浆体密度低于骨料，因而骨料在浆体中有下沉趋势。当下沉的固体颗粒遇到水平钢筋或受到侧面模板的摩擦阻力时，就会与周围的砼形成沉降差，在砼顶部表面形成塑性沉降裂缝。砼在初凝前由于水分蒸发、内部水分不断向表面迁移，形成砼在塑性阶段体积收缩。当施工时温度高，相对湿度低时，砼内部水分向表面迁移供应不上蒸发量的情况下，砼表面失水干缩受下面砼的约束，表面会出现不规则的塑性收缩裂缝。

控制措施

a)控制砼单位用水量和水灰比,在满足施工要求时,尽可能减少坍落度。b)掺加适量质量良好的泵送剂及掺合料,可有效改善砼的性能和降低沉陷。c)砼搅拌时间要适当,时间过短或过长都会造成拌合物均匀性变坏而增大沉陷。d)砼浇筑时,下料不宜太快,防止堆积或振捣不充分。e)砼应振捣密实,在柱、梁、墙和板的变截面处宜分层浇筑、振捣,在砼浇筑后,砼尚未凝结之前,对砼进行两次复振,以排除砼因泌水在粗骨料水平钢筋下部产生的水分和空隙,改善砼和钢筋的握裹力,消除砼沉降裂缝。f)为防止水分激烈蒸发形成内外硬化不均和异常收缩引起裂缝,应采取缓凝和覆盖。

2.3 水化收缩及干躁收缩裂缝

形成原因：水泥在水化反应过程中，水化产物的绝对体积同水化前的水泥与水的体积之和相比有所减少所产生裂缝。砼工程在硬化后，内部的游离水会由表及里逐渐蒸发失水，导致砼由表及里逐渐产生干燥收缩。在约束条件下，当收缩变形量导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，砼就会出现由表及里的干燥收缩裂缝。干燥收缩裂缝在潮湿条件下可以逐渐缩减愈合，因此如果裂缝宽度不大于规定指标，对结构不致构成危害。

控制措施

1)在材料方面

a)水泥:水泥应符合国家现行标准。水泥颗粒越细,硬化时收缩越大,掺混合材料的硅酸盐水泥配置的砼比用普通水泥配置的混凝土干缩率大,按收缩值排序为:矿渣水泥>普通硅酸盐水泥>粉煤灰硅酸盐水泥,因此在满足砼配合比设计要求的前提下尽可能采用中、低热水泥,降低水泥用量。

b)粗骨料:粗骨料最大粒径应满足结构钢筋净间距和泵送管径要求,粒径增大可减少用水量、水泥用量,从而可以减少砼自身收缩。

c)细骨料:细骨料级配应合理,并优先选用中砂,控制云母、硫化物、有机质、粘土、淤泥等有害物质含量,降低混凝土收缩。

d)减水剂和掺合料:泵送混凝土中掺入减水剂,在水灰比不变的情况下,减少水泥用量,降低混凝土收缩。混凝土中掺入粉煤灰、矿渣粉、沸石粉等掺合料可以增加混凝土密实度,提高可泵性。

2)在施工方面

a)采用二次抹压技术,即在砼初凝前在砼表面进行二次抹压,消除砼干缩、沉缩和塑性收缩发生的表面裂缝,增加砼的密实度,但是,二次抹压时间必须掌握恰当,过早抹压没有效果,过晚抹压砼已进入初凝状态,失去塑性,消除不了砼表面已出现的裂缝。b)在砼浇筑完毕后及时覆盖塑料薄膜或湿草袋,对砼进行保湿养护,接缝处搭接盖严,避免混凝土水分蒸发,保持砼表面处在湿润状态下养护,砼终凝后继续浇水养护7天。c)砼经过二次抹压初凝后,轻微洒水润湿,砼终凝后每天分几次浇水养护,保持水浸润混凝土表面7天。d)为防止侧模板过早拆卸,导致砼表面产生干燥收缩裂缝,应在砼表面刷养护液。

2.4 施工裂缝

裂缝形成的原因

a）振捣工艺不当发生的裂缝

振捣不足部位砼构造比较疏松，拆模后易出现蜂窝、麻面，过振部位则粗骨料下沉，表面泌浆、泌水，中间砂浆富集，易由表及里发生塑性裂缝和干燥裂缝。有时工地为减少拆、装泵管次数，将砼拌合物集中卸下，用振捣器赶料，使大量浆体被赶走，粗骨留在原处，导致砼结构失匀，浆体多的部位易出现塑性收缩裂缝和干燥裂缝。

b）养护不足引起的裂缝

砼浇筑后如不及时养护，易产生塑性收缩裂缝和早期干燥裂缝，特别是水泥用量大的高强度等级砼和高温、干燥气候条件下浇筑的平板结构砼，如不及时养护，极易出现早期收缩裂缝。

c）施工荷载裂缝

目前在主体结构的施工过程中，普遍存在着质量与工期之间的较大矛盾。当楼层砼浇筑完毕后不足24小时的养护时间，就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动，这就给大开间部位的房间雪上加霜。除了大开间的砼总收缩值较小开间要大的不利因素外，更容易在强度不足的情况下受材料吊卸冲击振动荷载的作用而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成，就难于闭合，形成永久性裂缝，这种情况在高层住宅主体快速施工时较常见。

控制措施

a）加强教育和管理，作好技术交底，使全体操作人员掌握正确的操作工艺。

b）主体结构的施工速度不能强求过快，楼层砼浇筑完后的必要养护必须获得保证。

c）科学安排楼层施工作业计划。

d）加强对砼的养护，施工中必须坚持覆盖麻袋或草包等进行一周左右的妥善保湿养护，建议采用喷养护液进行养护，达到降低成本和提高工效，并可避免或减少对施工的影响。

3 实例

鄂尔多斯市东胜区神华丽苑小区13#-16#住宅楼，12层，框架剪力墙结构，建筑面积2.68万m2，经采取以上控制措施，在施工成本上有少量增加，但在混凝土结构裂缝防治方面取得了显着效果，自本工程投入使用以来，未发现有明显裂缝出现。

4 结语

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的防水、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，缩短建筑物的使用寿命，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，施工中应尽可能采取有效的技术措施控制裂缝,使结构尽量不出现裂缝,或尽可能减少裂缝的数量和宽度,保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制，北京：中国建筑工业出版社，1997.

[2]傅沛兴.混凝土裂缝原因分析，钢筋混凝土结构裂缝控制指南,北京：化学工业出版社，2004.