也谈混凝土裂缝问题

摘 要：在混凝土结构中裂缝是绝对存在的，要将其控制在符合规范要求的范围之内，以不致发展为有害裂缝。本文分析了裂缝产生的原因，并对裂缝的控制与处理进行了探讨。

关键词：混凝土 裂缝 施工

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0055-01

1 问题的由来

裂、渗、漏是建筑工程的质量通病之一。渗、漏又大多因为裂缝而引起。所以裂缝已经被建筑业同行普遍关注。翻开近期的建筑专业杂志可以看到不少文章谈混凝土结构的裂缝。据有关资料介绍，1 m宽的混凝土板，当温度每±10 ℃，要伸缩0.01 mm。如果房屋长50 m，夏天最高温度400 ℃。冷天最低温度-200 ℃，则总的伸缩量为：0.01×50×（40+20）=30 mm。如果不采取措施则必然产生裂缝。

混凝土是脆性材料，容易裂缝。宏观不裂，微观裂。

微观裂缝是指那些肉眼看不见的裂缝，主要有三种：一是骨料与水泥石粘结面上的裂缝，称粘着裂缝；二是水泥石中自身的裂缝，称水泥石裂缝；三是骨料本身的裂缝，称骨料裂缝。微观裂缝在混凝土结构中的分布是不规则、不贯通的。反之，肉眼看得见的裂缝称宏观裂缝，这类裂缝的范围一般不小于0.05 mm。宏观裂缝是微观裂缝扩展而来的。

通常讨论的裂缝问题指的是宏观裂缝。

2 裂缝的原因

因小立窑生产的部分水泥安定性不合格，而产生的龟裂不在讨论之列。因为这是材料质量控制问题。进场材料必须经过复检合格，才能使用。

裂缝的形状。

表面早期收缩裂缝，呈枣核型，中间宽两头窄，不连续，（也可能是不规则龟裂，如混凝土表面踩出的脚窝，全用砂浆填充后出现的裂缝）；多在表面，个别有贯通的情况。

应力裂缝，裂缝细而长，比较深。温度应力、地基不均匀下沉、施工荷载等引起的结构超载产生的结构裂缝等。有一定规律。

混凝土结构的裂缝产生原因主要有以下几点。

（1）由外荷载引起的，这是最普遍的一种情况，即按常规计算的主要应力引起的。

（2）结构次应力引起的裂缝，这是由于结构的实际工作状态与计算假设模型的差异引起的。

（3）变形应力引起的裂缝，这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降引起的结构变形，当变形受到约束时，便产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时，就产生裂缝。

当混凝土结构产生变形时，在结构的内部、结构与结构之间，都会受到影响、相互制约，这种现象称为约束。当混凝土结构截面较厚时，其内部不同保卫的变形相互约束，这样的约束称为内约束；当一个结构物的变形受到其他结构的阻碍所受到的约束称为外约束。外约束又可分为自由体、全约束和弹性约束。

建筑工程中大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种。表面裂缝是由于混凝土表面和内部散热条件不同，温度外低内高，形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝土逐渐降温，这个降温引起的变形加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所产生的贯通整个截面裂缝。这两种裂缝不同程度上，都属于有害裂缝。

具体讲。大体积混凝土裂缝原因有以下几点。

（1）水泥水化热引起的温度应力和温度变形，混凝土中心温度与表面的温差是大体积混凝土产生裂缝的主要原因。

（2）混凝土表面温度与外界气温差也是产生裂缝的重要原因。

（3）混凝土收缩变形。

①混凝土的塑性缩变形，塑性裂缝产生在混凝土硬化之前，混凝土仍处于塑性状态，上部混凝土的均匀沉降受到了限制。

②混凝土体积变形，混凝土终凝之后发生体积变形既可收缩也可能膨胀，主要视温度和水泥的用量。

③混凝土匀质性的影响。由于坍落度、外加剂、石子差异以及振捣的密实度不一，影响混凝土的匀质性，造成混凝土的弹性模量变化，因此产生收缩变形中的应力集中，引起裂缝。

（4）结构设计方面的影响，如预留洞、槽等薄弱部位。

3 裂缝的控制

裂缝产生的原因很多，控制裂缝“是一项较为复杂的系统工程，影响因素涉及勘察、设计、施工、监理、质量监督、工程检测、建筑材料、气候环境、后期使用维护与管理等方面，需要工程建设各责任主体及相关各丰共同努力。”

在《地下工程防水技术规范》GB50108—2001中明确指出。

大体积防水混凝土施工，应采取以下措施。

（1）设计许可的情况下，采用混凝土60 d强度作为设计强度。

（2）采用低热或中热水泥，增加粉煤灰、磨细矿渣粉等掺合料。

（3）掺入减水剂、缓凝剂、膨胀剂等外加剂。

（4）在炎热季节施工时，采取降低原材料温度，减少混凝土运输时吸收外界热量等外加剂。

（5）混凝土内部预埋管道，进行水冷散热。

（6）采取保温保湿养护。混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于250 ℃，混凝土表面温度与大气温度的差值不应大于25 ℃，养护时间不应少于14 d。

对于早期裂缝的控制，在施工中采用二次振捣、二次抹光的方法。二次振捣由于时间不容易掌握，较少采用。二次抹光则是非常有效的措施，目前大多是机械抹光机和人工抹光配合，在终凝后及时用塑料薄膜覆盖并加盖，同时浇水养护。养护时间不少于14 d。

4 裂缝的处理

工程发现了有害裂缝，必须进行认真分析，“对症下药”处理。如果盲目处理，无助质量控制，甚至一条缝变成了两条缝。

处理的过程大致是。

首先要对裂缝情况进行细致的现场调查研究，充分了解与掌握裂缝发生的部位和形状，并画出简图。

其次，对产生裂缝的原因进行分析，明确主要原因。

再就是对裂缝的危害进行分析，确定处理的程度。

最后确定处理的方法。

（1）不处理。主要用于对使用功能没有影响的裂缝。如楼面早期收缩裂缝，未贯通的。又如结构吊装时产生的裂缝，在正常使用时裂缝不会扩展的。

（2）裂缝封闭处理；用环氧树脂等密封材料进行封闭。如楼面温度裂缝，当能够确认裂缝不扩展（如周围维护结构施工后，环境发生了变化），并且不封闭可能有水渗入导致钢筋生锈而影响结构使用时，可以采用。

（3）补强处理；如结构在补强后不影响使用功能，可以采取。

（4）推倒重来。如悬挑结构，由于负弯矩钢筋位置变化产生的裂缝，影响到正常使用安全，必须重新施工。