浅谈混凝土裂缝的原因及预防措施

林杰

摘要：分析了混凝土裂缝产生的原因，简要的说明混凝土裂缝的预防措施。

关键词：混凝土裂缝；成因；预防措施

在建设过程中，商品砼已遍布天下，我们日重工作中曾多次参与了砼的浇筑施工，对施工中的砼温度裂缝的成因进行了分析，并在材料使用、施工等方面提出了一些裂缝控制的方法，以供参考。

1.混凝土产生裂缝的原因

1.1混凝土本身的影响

在大体积砼浇筑时，因水泥水化热过高，混凝土在浇筑振捣以后，水泥水化过程中产生一定的热量，水化热聚在结构内部不易散失，引起急剧升温。由于结构物在一个自然散热条件中，实际混凝土内部的最高温度多数发生在混凝土浇筑的最初3～5d。随着混凝土龄期的增長，砼弹性模量的增高，对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，以致产生很大的拉应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种应力时，开始出现温度裂缝。

1.2混凝土的收缩变形

混凝土的收缩，也是产生裂缝的重要原因。实际所需拌合水比水泥水化所需的水要多得多。拌合水中只有约20%的水是水泥水化所必需的，其余的都要被蒸发掉。水分蒸发之后，引起混凝土收缩，当收缩受到约束时，则产生收缩应力，当收缩应力大于当时混凝上的抗拉应力时，则裂缝随之产生。

1.3施工方面的因素

一是在施工过程中，出现违章施工、不当施工造成混凝土裂缝。如夏季施工时由于运输车交通不畅耽搁时间，混凝土的和易性和流动性较差，现场人为加水，造成混凝土强度的降低，加水部分的混凝土水灰比和强度与原配合比的混凝土不同，造成不同配比混凝土的凝缩裂缝和干缩裂缝。二是振捣方式不当引起裂缝。不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂，或造成混凝土砂浆大量向低处流淌，致使混凝土产生不均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。三是现场养护不当造成混凝土收缩开裂。在施工现场浇筑混凝土时不能做到及时覆盖保温养护，一般总要等到最后一遍抹光结束后才覆盖，有的甚至不覆盖，结果导致混凝上表面开裂。

1.4环境气候的因素

混凝土浇筑施工期间，外界气温的变化情况对防止混凝土开裂亦有影响。外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高。如果外界温度下降，会增加混凝土的降温幅度，特别是在外界温度骤降时，会增加外层混凝土与内部混凝土的温差，这时对混凝土抗裂极为不利。

2.预防措施

2.1适时拆模，注重防护

在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力叠加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海绵等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。

2.2适量加筋

一是控制浇灌温度。要降低混凝土的最高温度和温差，比较直接的措施是降低浇筑温度。为了降低混凝土从搅拌机出料到卸料、运输和浇灌振捣后的温度，减少结构的内外温差，一般应根据季节采取措施。如夏季施工时，则应以减少水量损失，在浇灌混凝土时，采用一个坡度、薄层浇灌、循序推进、一次到顶等措施来缩小混凝土暴露面积及加快浇灌速度，缩短浇灌时间。在冬季施工时，对结构厚度在1.0m以上的混凝土可继续施工，但应保证保温浇灌、保温养护，一般可利用混凝土本身散发的水化热养护自己，并要求在混凝土没有达到允许临界强度以前防止冻害。根据有关试验资料，混凝土的早期强度达到临界强度后，在零下温度作用下不会遭到冻害，小于该“临界”强度时则会遭到冻害。二是合理安排施工进度。对混凝土浇筑，应遵循“同时浇捣，分层堆累，一次到顶，循序渐进”的成熟工艺。在每次浇筑中，又分几层，其层间的间隔时间应尽量缩短，必须在上层混凝土初凝之前，开始浇筑下层混凝土。层间最长的时间间隔不大于混凝土的初凝时间。当层间间隔时间超过混凝上的初凝时间。层面应按施工缝处理：消除浇筑表面的浮浆、软弱混凝上层及松动的石子，并均匀露出粗骨料；在上层混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分湿润，但不得有水；浇筑前在接合面铺垫高比例砼素浆。三是改进搅拌工艺和振捣工艺。在搅拌混凝土时，改变以往的投料程序，采取先把水、水泥和砂拌合后，再投放石子进行搅拌的新方法。这种搅拌工艺被为“裹砂法”，也可称为二次投料法。这种搅拌工艺的主要优点是无泌水现象，混凝土上下层强度差减少，可有效地防止水分向石子与水泥砂浆面的集中，从而使硬化后的界面过渡层的结构致密、粘结加强。

2.3使用外加剂

为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂，其主要作用：一是混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径，可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在20世纪60年代就已被国际上所确认。二是水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。三是水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。四是减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。五是提高水泥浆与骨料的粘结力，提高混凝土抗裂性能。六是混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效提高混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。七是掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。八是掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。九是掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，在工程实践中应多进行这方面的试验，比单纯地靠改善外部条件，会更加简捷、经济。

2.4混凝土的早期养护

混凝土早期养护的主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到如下效果：一是使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩；实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝；防止混凝土超冷，应该设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度；防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。二是使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的，混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利的影响。因此，混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视该时期的养护。

3.结语

通过采取上述预防措施，能基本上解决混凝土裂缝的问题，上述措施也在我们工程实践中得到了充分的利用，很好地证明了这点。