混凝土裂缝影响因素分析及其控制措施

武　尚 / 湖北省武汉市勘察设计有限公司

混凝土裂缝影响因素分析及其控制措施

武尚 / 湖北省武汉市勘察设计有限公司

混凝土裂缝是混凝土构件中常见的质量通病，裂缝的产生不仅会混凝土构件的美观性、耐久性、载荷能力产生严重影响，也会对构件工程的安全使用造成隐患。为了使混凝土裂缝问得到有效控制，保证混凝土结构的工程质量，本文针从混凝土裂缝产生的原因进行分析，并从混凝土构件的设计、材料、施工及养护方面提出了相应的预防和控制技术措施，可为混凝土工程控制裂缝方面的研究提供重要的参考价值。

混凝土工程；裂缝；影响因素；分析；控制措施

1.前言

随着社会经济的高速发展发展及城市化建设步伐加快，高层建筑、大型桥梁等工程日益增多，混凝土结构在现代工程建设中发挥着重要作用。但众所周知，混凝土裂缝一直是影响其工程质量和使用功能的主要质量通病，主要受荷载、环境、受力状态等等多方面因素的综合影响，致使混凝土裂缝难以控制。裂缝的存在会导致结构物抗渗性能降低，钢筋过早锈蚀膨胀，引起混凝土的剥落，降低其适用性、耐久性及安全性。本文在研究混凝土裂缝形成的原因的基础上，重点探讨了影响混凝土裂缝因素，并提出了针对性的控制措施，以确保混凝土结构的安全性与适用性。

2.混凝土裂缝的分类

在实际工程建设中，混凝土裂缝的种类主要可分为：（1）温度裂缝：混凝土浇注结束以后，由于施工环境与混凝土结构内部存在温差，致使混凝土固化不均匀，导致裂缝的出现；（2）结构裂缝；多出现在混凝土结构截面突变、应力集中以及负弯矩较大处；（3）收缩裂缝；主要由混凝土因碳化收缩、硬化收缩以及塑性收缩不均匀造成的。（4）沉降裂缝；基础底板下土层存在沉降差异时，导致混凝土结构整体受力不均匀，使得某些部位出现拉应力集中现象，进而导致沉降裂缝的出现等。

3.裂缝产生的原因分析

3.1设计因素

（1）钢筋构件设计。实践表明，带肋钢筋与混凝土间有更好的机械咬合力与粘结能力，抗裂性能好，在混凝土中进行细而密的配筋， 钢筋将约束混凝土的塑性变形， 可提高混凝土的抗裂能力。

（2）结构构件的影响。结构构件过大会使其变形能量不能有效及时的释放，容易导致裂缝出现。

（3）截面特征的影响。不同的截面类型，水化热散热不同，温度梯度变化较大，从而在混凝土内部与表面形成过大的降温梯度，产生拉应力。若拉应力超过混凝土极限抗拉强度，就会导致混凝土裂缝的产生。

（4）后浇带设置不合理。在混凝土构件中设置后浇带可以解决超长混凝土收缩变形的问题，如果后浇带设置间距过大， 容易引起混凝土开裂。

3.2施工因素

（1） 混凝土浇筑方法不当。 如结构构件竖向、水平结构同时浇筑时， 连接部位浇筑不当； 钢筋密集及预留管道部位振捣不密实。

（2）施工环境的影响。混凝土浇筑完成后，受气温变化影响，形成温度梯度，造成温差与温度应力，使大体积混凝土出现裂缝。

（3）养护方法的影响。 混凝土早期失水， 造成混凝土干缩裂缝； 忽视补偿收缩混凝土的养护， 膨胀剂未发挥作用；大体积混凝土养护保温、保湿、测温不当， 技术落后等原因。

（4）运输影响。若混凝土运输时间过长，则混凝土搅拌时间也过长，从而会导致产生离析现象严重。当外界温度过高时，还会出现混凝土早凝或假凝问题，致使混凝土结构产生裂缝。

3.3材料因素

（1）配合比不合理。 水泥用量高、水灰比过大； 外加剂、硅灰等掺合料掺量过大； 水泥水化热过大或不掺粉煤灰， 造成混凝土升温过快、内外温差过大。

（2）采用水化热较高的水泥或早强水泥。 如某工程对配合比没有进行仔细研究， 结果采用了早强水泥，造成结构构件因混凝土收缩开裂严重。

（3）骨料含泥量过高、骨料级配不良。

（4）外加剂未达到要求。

4.混凝土裂缝的控制措施及方法

4.1设计方面的控制措施

（1）为了尽量削弱地基水平阻力对底板的约束作用，可在底板聚氨酯涂料防水保护层上干铺双层油毡布作为滑动层，且为了防止混凝土浆进入，在上下层接口处要采用聚氨酯涂料进行封口。

（2）优化砼配合比。在保证设计强度要求的前提下， 尽可能减少水泥用量或使用水化热低的水泥以降低水化热。另外，外加剂的掺入可以在保证坍落度的情况下降低水灰比， 从而减少泌水现象，以增加混凝土的密实性， 减少混凝土的收缩变形。

（3）合理设置后浇带。在大面积混凝土施工中，应合理设置后浇带，可使部分应力得以释放，减轻约束作用，同时也可利用浇筑块的层面进行散热，降低混凝土内部的温度。从而减少混凝土结构的收缩变形。

4.2材料方面的控制措施

（1）根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早期强度高的水泥。

（2）采用合理的配合比，对降低水化热、增加密实性、增强混凝土后期强度都有重要影响。使混凝土的的砂、石原材料及含泥量等应符合规范要求。同时，还要严格控制粗细集料的质量及其碱性氧化物的含量，避免产生碱骨料反应。

（3）积极采用掺合料和混凝土外加剂，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热和改善混凝土的工作性能。但应严格检验掺入外加剂混凝土的性能指标及均匀性指标，包括减水率，含气量、抗压强度比、收缩率比、总碱量、氯离子含量等。

（4）正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充分考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果，应通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量，严格控制氧化镁含量、碱含量、细度、凝结时间等指标。

4.3施工方面控制措施

通过改善混凝土的施工工艺， 不仅可以减少砼的收缩和提高其极限拉伸值。还能加快水化热能的散失，从而减少裂缝的产生，具体措施可从以下几个方面进行改进与加强：

（1）严格控制好模板的使用和拆除时间， 这对于降低大体积混凝土的温度收缩裂缝具有重要意义。

（2）还要严格控制坍落度，决不允许现场加水，采用全面分层分段浇筑，并控制好混凝土的浇筑质量，对于沁水和浮浆等现象做出合理的处理，防止出现不均匀性。

（3）施工单位要做好混凝土的浇捣工作。并应在浇捣成型后，严格控制好混凝土的的湿润养护工作。对浇筑后的砼进行二次振捣， 不仅能增加混凝土的密实度，增强混凝土与钢筋的握裹力， 还可以将抗压强度提高10％～20％， 从而提高墙体抗裂能力。

（4）夏季施工时应注意混凝土的浇捣温度，采用低温入模、低温养护，以降低混凝土原材料的温度。

5.结论

综上所述，混凝土裂缝问题是混凝土构件中一个综合性、系统性的问题，涉及到诸多的内容，为了保证混凝土构件的质量管理，不但要注意设计因素、施工工艺因素、材料因素等，还应建立完善质量管理体系，加强质量监督。应控制工程建设的各个环节，切实将质量管理落实到位，才能保证混凝土构件的工程质量，促进混凝土在工程建设中的进一步发展。

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武尚 （1984-），男，安徽宿州人，硕士研究生，主要从事岩土工程勘察及地质灾害治理相关方面的工作。