钢筋混凝土裂缝成因及防治

曹贵才

(黑龙江省国瑞建筑工程管理有限公司)

1 混凝土裂缝产生的原因及影响因素

工程建设中混凝土裂缝的产生有多种原因，其中主要的原因有混凝土温度和湿度的变化、混凝土自身的脆性和不均匀性、混凝土结构的不合理、混凝土原材料不合格(如碱集料反应等)、模板变形以及基础的不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥释放出大量水化热，内部温度不断上升，在混凝土表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到其他部分的约束又会在混凝土内部出现拉应力。同时，气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗拉强度时，即会出现裂缝。

工程建设中许多混凝土的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。如养护不周、干湿变化，混凝土表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。

混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1/10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6～1.0)×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2～2.0)×104。由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起拉应力。有时温度应力甚至可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

(1)原材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格，可能导致结构出现裂缝。

(2)砂石含泥量超过规定，不仅降低混凝土的强度和抗渗性，还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。砂石的级配差，或砂颗粒过细，用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。碱骨料反应。骨料中含有泥性硅化物质与碱性物质相遇，水、硅反应会生成膨胀的胶质，吸水后造成局部膨胀和拉应力，则构件产生爆裂状裂缝，在潮湿的地方较为多见。

(3)拌和用水及外加剂拌和用水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。

(4)施工违反操作规程

常见因素有搅拌、运输时间过长;振捣不良;浇筑速度过快;塑性混凝土下沉;施工缝接茬处理不好;初期养护不当，早期受冻;钢筋骨架构造不当(主箍筋配置、主箍筋间距、主筋搭焊接锚固、辅筋和预埋件问题等);乱踩配筋致使保护层减小;模型板刚度不足;模板支架下沉或失稳;过早拆模等;其中多数属物理性缺陷。

2 防治措施

2.1 提高全员质量意识，充分认识裂缝危害

随着建设事业的飞速发展，混凝土技术也在向功能型和智能型方向发展，这就要求参建的技术管理人员不断加强自身的学习和提高，充分认识裂缝产生的危害，加强对混凝土结构组成、各种材料对混凝土性能的影响、新工艺新过程的学习了解，监理单位、设计单位和施工单位一起对操作人员进行技术交底，对工程中的重要部位、关键工序、施工措施，与施工班组研究讨论，共同努力实现控制质量目标，有效地避免有害裂缝的产生。

2.2 加强设计质量监控，做好施工方案设计

设计质量是决定工程质量的重要因素，设计过程的质量控制是质量预控的重要环节。监理单位要充分发挥协调作用，汇同建设、施工单位技术人员共熟悉图纸，充分了解建设、设计意图，做好技术交底。混凝土配合比是影响裂缝的重要内部因素，施工前应做好混凝土配合比设计和试配检验，在满足混凝土设计标号的前提下，尽量减少单位用水量、拌制混凝土时掺入一定量的磨细粉煤灰，降低水泥用量以减少水化热量。另外还要对装料顺序、搅拌时间、浇筑点坍落度、入模温度、留茬部位进行规划，对模板进行设计，充分做好施工前的准备工作。

2.3 加强对进场材料的控制

建筑材料的质量直接关系到混凝土的质量，对进场的建筑材料一定要把好关。混凝土在浇筑至硬化期间，水泥会放出大量水化热，水化热越大，产生裂缝的可能性就越大，因此应尽量采取措施降低水化热。一是尽量选用水化热较小的水泥品种，必要时可以加入缓凝剂，减缓浇筑速度以利散热，或加入适当的减水剂，改善和易性，减少水泥用量，降低水化热。二是选用良好级配的骨料，严格控制粗细骨料的含泥量，细骨料宜用干净的中砂或中粗砂，最好用中粗砂，粗骨料宜用粒径较大、连续级配好的石子，严禁混入煅烧过的白云石或石灰石。

2.4 施工过程的质量控制

(1)混凝土从搅拌机中卸出后，其运输延续时间受混凝土温度高低限制，当混凝土温度20～30℃时，不超过1 h;10～19℃时，不超过1.5 h;5～9℃时，不超过2 h。若长距离运输宜采用混凝土运输搅拌车来运输，时间应在1 h以内。当采用泵送混凝土应保证混凝土泵连续工作，泵送前先用适量的与混凝土成分相同的水泥砂浆或水泥浆润滑输送管道。混凝土从卸料、运输到泵送完毕时间不得超过1.5 h，夏季还应缩短。泵送过程中，泵的受料斗内应充满混凝土，防止吸收空气形成阻塞。

(2)混凝土自由倾落高度不宜超过2 m，否则应用串筒、斜槽、溜管或振动溜管下落。当用串筒时，最后一节应拉成垂直，间距不宜大于3 m;若用斜槽，坡度不宜大于60°，出口处应设有垂直挡土板，防止发生离析现象。

(3)每层浇筑厚度按下列规定:用插入振捣棒捣时，为振动器作用部分的1.25倍;表面振动器为200 mm;人工振捣时，基础或配筋稀疏的结构250 mm;配筋密肋结构为150 mm，每次浇筑向前推进长度宜为1.0～1.5 m。

(4)振捣方法

插入式振捣棒应与混凝土表面垂直或成40°～45°倾向振捣，插点应均匀排列，可以行列式或交错式顺序移动，但不能混用;每次移动距离不大于振捣棒作用半径的1.5倍，且操作时应快插慢拔，并插入下层尚未初凝的混凝土中50～100 mm，以促进上下结合形成整体。振捣棒在每一点振动延续时间约在20～30 s，以混凝土表面呈水平并出现浮浆和不再有气泡、不再沉落为度，禁止振动棒触及钢筋、模板、预埋件等。

使用平板式振动器应将混凝土浇灌区划分成若干排，依次前进，移动间距应使振动器的平板能覆盖已振动好的混凝土边缘30～50 mm。当混凝土表面倾斜时，振动器应由低处逐渐向高处移动。每一振捣位置的延续时间，以使混凝土停止下沉并向上泛浆，或表面平整并均匀出现浆液为度，一般约为25～40 s。

(5)对钢筋密集处，采用细石混凝土或水泥砂浆，适当增大混凝土的坍落度，采用片式、针式振动器振捣或辅以人工振捣。

(6)对钢筋密集处，采用细石混凝土或水泥砂浆，适当增大混凝土的坍落度，采用片式、针式振动器振捣或辅以人工振捣。

(7)墩、柱、墙连成整体的梁板结构:应在浇筑墩、柱、墙及基础的混凝土之后，停歇1～1.5 h，再浇筑梁板或突出部分的混凝土，避免水平与垂直构件交接处产生裂缝。

(8)浇筑竖向结构或大体积结构时，底部应先填以5～10 cm厚与所用混凝土成份相同的水泥砂浆，以免形成离层。对大体积结构混凝土还应该采取有效的防裂措施，严格控制混凝土出现裂缝。

(9)混凝土尽可能地连续浇筑，必须间歇时应尽量缩短时间，并不超过2 h，在前层混凝土凝结之前，必须将次层混凝土浇筑完成。若因施工技术、工艺或组织上的原因不能继续浇筑，应准确地留设混凝土施工缝，混凝土达到1.2 MPa强度才能继续浇筑，浇筑前应剔除掉施工缝处水泥薄膜、松动石子或钢筋上浮浆及斑锈，加以湿润并冲洗干净，铺抹水泥浆或与混凝土成分相同的水泥砂浆一层。

(10)混凝土模板安装不但要求轴线、平面布置、断面尺寸及标高等满足设计，而且要平整稳定，浇筑前要设专人不断检查模板是否变形、松动、跑模、跑浆，以便发现问题及时解决。

3 混凝土拆模后裂缝修补

(1)一般性表面细小裂缝，可将裂缝部位清洗干净，干燥后用环氧浆液灌缝或表面涂刷封闭。

(2)裂缝较大时，可将裂缝凿成八字形凹槽、洗净湿润，刷一层水泥浆，用1∶2水泥砂浆分层压实抹光后用环氧胶泥嵌补。

(3)对影响结构整体，防水防渗要求的结构裂缝，应根据裂缝宽度、深度情况，采用水泥压力灌浆、化学灌浆的方法修补，或表面封闭与注浆同时使用;明显降低结构刚度，承载力和严重裂缝，应根据情况，采用预应力加固或用钢筋混凝土围套、钢套箍或结构胶粘贴剂贴钢板加固等方法。

4 结束语

在实际工程中采用以上综合措施，有效地减少了混凝土建筑裂缝的产生和发展，取得了较明显的效果。但混凝土建筑裂缝的预防与控制是一项系统工程，需要从设计、施工、材料、检测等各个方面进行控制，并且要在提高控制技术和技术管理水平这个根本问题上系统地、综合地运用各种预防措施，以确保建筑工程质量的提高。