混凝土裂缝成因分析及防治措施研究

武 鹏

(山西煤炭运销集团晋中有限公司，山西 晋中 030600)

混凝土裂缝成因分析及防治措施研究

武 鹏

(山西煤炭运销集团晋中有限公司，山西 晋中 030600)

从混凝土的内部组成成分和外部条件两大类因素入手，分析了混凝土裂缝的成因，归纳总结了施工中常用的预防和治理混凝土裂缝的措施，以避免或减少裂缝的出现，从而保证施工质量。

混凝土裂缝,成因分析,防治措施

1 混凝土裂缝概述

混凝土是最主要的土木工程材料之一，具有强度较高、整体性好、延性好、可模性好、耐久性和耐火性较好等优点，适用于抗震抗爆结构；同时防震性和防辐射性能较好，适用于防护结构。但在硬化过程中，由于温度、荷载等外界环境的变化及内部组成成分的化学反应等因素，混凝土内部会产生初始应力、拉应力或剪应力，造成在骨料与水泥石的粘结面上或水泥石本身之间出现细微裂纹，这种裂纹在荷载和温度等因素的进一步作用下出现干缩，裂纹开始扩展，并逐渐互相贯通，从而出现裂缝，影响工程质量。因此，在施工中，我们应采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。

2 混凝土裂缝的种类及成因分析

混凝土裂缝的成因不外乎受内部和外部两类因素的影响，据此，本文把混凝土裂缝分为由内部因素导致的裂缝和由外部因素导致的裂缝两大类。

1)内部因素分析。混凝土主要由水泥、砂、碎石、水组成，这四种主要组成材料的性质及配比直接影响混凝土的抗拉强度，材料和配合比选择不当是造成混凝土开裂的关键原因。

组成材料选择不当是指水泥的种类和强度等级选择不当、砂的级配和粗细程度选择不当、碎石颗粒级配选择不当、拌合用水不合格。其中，不同种类和强度等级的水泥硬化速度不同，硬化过程中释放的水化热也不同，其抗渗性、抗冻性、耐热性、干缩性、抗裂性、耐蚀性等均有着很大的区别，因而对混凝土裂缝的影响程度也就不同；不同级配和不同细度的砂配制的混凝土抗裂性不同，砂粒级配粗细搭配得好时砂粒之间的空隙最少，抗裂性能最好，实验表明：不同级配和不同细度的砂对混凝土中的砂率和水泥用量的要求也不同，从而其抗裂性也不同；碎石颗粒级配不当，会导致砂率过高或过低，影响混凝土的抗裂性能；拌合水的pH值以及不溶物、可溶物、Cl-、碱含量等不合格会影响水泥的凝结时间和胶砂强度等，导致抗裂性减弱及混凝土强度降低，JGJ 63-2006混凝土用水标准对混凝土拌合用水的水质做了明确规定。

配合比不当是指水泥用量不当，水灰比不当，含砂率不当，骨料比例不当及外加剂掺量不当等，这几个因素是互相关联的。各种不当配比都会造成混凝土强度降低、和易性偏差、离析、泌水、保水性不良、与钢筋的粘结力降低、凝固时的收缩性增大等，从而导致裂缝的产生。

2)外部因素分析。影响混凝土裂缝的外部因素包括环境条件、施工工艺方法、施工措施和养护措施以及不当使用等，这些同样是造成混凝土开裂的重要因素。

环境条件一般指环境的温度、湿度和风速等。新浇筑的混凝土构件受环境温度、湿度和风速的影响，混凝土表面失水过快，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收缩，因此产生龟裂；施工工艺方法是指施工过程中由于施工人员素质问题，出现施工工序错误或操作不当，例如振捣不到位，振捣棒插入不当，漏振、过振或振捣棒抽插过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，导致混凝土表面出现蜂窝、麻面，甚至狗洞等质量问题，严重影响混凝土承载能力，诱导裂缝的产生；施工措施不当是指施工中采取的措施未能化解不利因素的作用，例如在大体积混凝土工程施工中，如果施工措施不当，大量的水化热会聚积在混凝土内部，导致内部温度急剧上升，形成内外较大的温差，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；不当使用包括使用荷载超过设计正常使用极限状态、破坏原有结构而影响承载能力、基础的不均匀沉降等因素均会导致裂缝的产生。

3 混凝土裂缝的预防措施

1)混凝土的组成及配比设计。对混凝土工程的特点、用途进行详细研究，选择不同性能的水泥，要对水泥安定性、砂的含泥量、碎石进行抗压强度、拌合水的水质等指标进行检验，检验合格再进行配合比试验，确定合理配比。

2)施工环境条件。避免在高温、低温、雨天或大风天气进行施工，当必须进行施工时，要采取有效措施，改善施工环境条件。例如，当现场环境温度高于35 ℃时，要对地基、垫层、模板等进行洒水降温，并且洒水后不得留有积水。

3)施工工艺方法及措施。合理的施工方法以及措施能够增加混凝土的整体性、密实度，降低混凝土内部和表面温差，减少裂缝的产生。

a.施工方法。混凝土浇筑前应根据施工方案认真交底，做好浇筑前的检查等各项准备，合理确定工序及操作方法。例如，单独基础可按台阶分层浇筑；条形基础宜根据基础深度分段分层浇筑；设备基础应避开预埋螺栓、预留螺栓孔等位置分层浇筑；大体积混凝土可以选择整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑施工；超长大体积混凝土应采取留置变形缝、后浇带或采取跳仓法施工，控制结构不出现有害裂缝。

浇筑过程应连续进行，当必须间歇时，其间歇时间宜尽量缩短，并应在前层混凝土初凝前将次层混凝土浇筑完毕，否则，应留置施工缝。浇筑过程中要同时进行分层振捣，每一振点的振捣延续时间，应使混凝土不再往上冒气泡，表面不再呈现浮浆和不再沉落时为止。

大体积混凝土还应采用二次振捣及浇筑面二次抹压工艺，排出水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现裂缝，减少内部微裂，增加密实度，使混凝土抗压强度提高，减少表面收缩裂缝，从而提高抗裂性。

b.施工措施。竖向结构的混凝土浇筑时，应先在底部填以5 cm～10 cm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆，浇筑过程中，应采取有效措施保证混凝土不得发生离析现象。例如，当混凝土粗骨料粒径大于25 mm且自由倾落高度大于3 m或粗骨料粒径不大于25 mm但自由倾落高度大于6 m时，浇筑时应加设串筒、溜管、溜槽等装置。

大体积混凝土浇筑应采取温控技术措施，例如，布置降温水管等，控制混凝土浇筑体温升值不大于50 ℃、里表温差不超过25 ℃。

c.养护措施。混凝土的养护方法有自然养护和加热养护，施工现场一般为自然养护。对已浇筑的混凝土应在混凝土浇筑完毕后8 h～12 h内(终凝前)，开始进行自然养护，可采用覆盖浇水、塑料薄膜包裹、喷刷养生液等。

对于采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣水泥拌制的混凝土，养护时间一般不得少于7 d；对火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥拌制的混凝土，养护时间一般不得少于14 d。冬期施工的混凝土工程当表面温度与环境温度之差大于20 ℃时，拆模后应立即进行保温覆盖，养护时间应根据混凝土强度是否达到受冻临界强度和设计要求确定。大体积混凝土应进行保温保湿养护，保证浇筑体降温速率不宜大于2.0 ℃/d,表面与大气温差不大于20 ℃，养护持续时间不得少于14 d。

4)地质勘查及合理使用维护。对地质条件认真勘查，做好地基处理，合理设置沉降缝，防止不均匀沉降导致结构性裂缝；使用过程中，不得随便改变建(构)筑物的用途，禁止擅自变动建筑主体和承重结构等影响建筑结构和使用安全的行为。

4 混凝土裂缝的治理

在混凝土工程中，尽管我们采取了各种各样的裂缝预防措施，但由于混凝土的内部组成成分和外部条件等各种影响因素的复杂性，混凝土工程中的裂缝不可能完全避免，因此，当混凝土出现裂缝时就需要我们根据开裂程度及可能造成的危害程度进一步研究治理。

目前，国内外修补处理裂缝方法很多，但归纳起来，一般有以下几类：

1)开槽法修补裂缝，适用于宽度在0.5 mm以上的裂缝。

2)低压注浆法修补裂缝，适用于宽度在0.2 mm～0.5 mm之间的裂缝。

3)表面覆盖法修补裂缝，适用于宽度在0.2 mm以下的微细裂缝。

当出现较大的结构性破坏裂缝时，应经设计单位进行核算，并提出加固处理方案；通过加固处理仍然不能满足安全使用要求时，应重新进行设计验算和混凝土结构施工。

5 结语

本文是对某钢铁企业的高炉基础大体积混凝土工程和某煤炭企业筒仓工程施工中混凝土裂缝防治的一点总结和摸索，在该两项工程中，混凝土裂缝的防治尤为重要。

影响混凝土裂缝的因素很多，而且不同环境、施工、使用等条件下，各种影响因素的影响程度是不同的，很难准确把握和度量，因而给裂缝的彻底防治带来困难，但只要我们不断摸索和积累经验，对裂缝的防治效果就会越来越好。

[1] GB 50496-2009，大体积混凝土施工规范[S].

[2] JGJ 63-2006，混凝土用水标准[S].

[3] GB 50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[4] GB 50300-2013,建筑工程质量验收统一标准[S].

[5] 全国一级建造师职业资格考试用书编写委员会.建筑工程管理与实务[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，2014.

[6] 王海秀.混凝土结构裂缝成因及防治措施的探讨[J].山西建筑，2013，39(4)：70-71.

Concrete cracking causes analysis and preventive measures analysis

WU Peng

(Shanxi Coal Transportation Group Jinzhong Co., Ltd, Jinzhong 030600, China)

Starting from two aspects of internal and external concrete conditions, the paper analyzes concrete cracking causes, and summarizes its preventive and controlling measures, with a view to avoid and reduces cracks occurring and guarantee construction quality as well.

concrete cracks, causes analysis, preventive measures

1009-6825(2014)36-0092-02

2014-10-14

武 鹏(1971- )，男，工程师

TU755.7

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