现浇混凝土结构早期裂缝原因及防治对策分析

牛宇来

摘 要：混凝土是建筑施工的重要材料，一直以来，现浇混凝土结构早期裂缝都是建筑施工中严重且棘手的难题。文章将通过分析现浇混凝土结构早期裂缝原因，针对现浇混凝土结构早期裂缝防治提出几点建议，为减少混凝土结构早期裂缝，提高工程质量提供参考。

关键词：混凝土；裂缝；温度；收缩；防治

中图分类号：TV331 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）27-0077-02

在建筑施工中，现浇混凝土结构早期裂缝是一个重要的问题，降低了混凝土结构的安全性，影响建筑质量和使用寿命。因此，分析混凝土结构早期裂缝产生的原因，采取针对性的防治措施，是当前建筑施工的工作重点。

1 现浇混凝土结构早期裂缝原因

1.1 温度改变

温度变化是导致现浇混凝土结构早期裂缝的一个主要原因，其中，配筋薄弱位置出现早期裂缝的概率更高。实践发现，在混凝土结构拆模后，尤其是大体积的混凝土，温度降低幅度较大，使内部结构和外部结构之间形成温差，引起温度应力并产生裂缝。由此可见，内外结构的温差是导致内应力和约束力的主要因素，气候条件恶劣的情况下，温差增加，温度裂缝出现的概率也随之增加，相反，在气候环境比较稳定的地区，例如海洋性气候等，混凝土结构早期裂缝发生率和严重程度明显低于大陆性气候。从裂缝发生部位来看，主要集中在箱型结构、薄件厚件连接处、锚固区施工缝处、受力筋拼接缝处、大体积混凝土结构等。例如，在桥面与底板之间的箱型结构中，裂缝的产生主要与底板的厚度有关，厚度过小时，腹板上部容易出现裂缝，厚度过大时，腹板下部容易出现裂缝，且随着厚度的增加，对温度变形的阻力也随之增加，产生裂缝的几率增大；在混凝土结构中，薄构件对温度的变化更加敏感，反应更快，因此在连接处，容易产生裂缝；同理，新老混凝土的施工接缝处也是裂缝高发的位置。

1.2 混凝土收缩

混凝土在凝结硬化的过程中，会产生收缩效果，体积也会发生变化，容易引起收缩裂缝。研究发现，收缩裂缝的发生几率较高，仅次于温度裂缝。尽管收缩产生的应力远远小于温度应力，但破坏性仍然不容小觑。根据收缩产生机理不同，可以将其分为干性收缩、塑性收缩、化学收缩、碳化收缩、自收缩等。其中干性收缩主要发生在养护完成后，由于混凝土内部水分流失产生收缩，与空气相对湿度、水灰比、外加剂、水泥成分等密切相关，常发生于钢筋混凝土的薄腹梁上的腹壁中部位置，呈“枣核”形，与荷载无关。塑性收缩主要发生在塑性阶段，由于混凝土表面水分流失导致。通常情况下，在混凝土搅拌完成后，水分充足，只有在养护不当时，才会导致表面水分迅速流失，导致浆体收缩出现裂缝。塑性收缩与混凝土温度、外部环境温湿度、水灰比、凝结时间等有关。化学收缩主要是在水泥水化作用下，混凝土中C3A和SO3成分发生变化，导致体积变化产生裂缝。自收缩同样是受水泥水化作用影响，内部的相对湿度变化产生收缩裂缝，与水灰比、水泥细度、细掺料活性等因素有关，研究显示，水灰比越高，发生自收缩的可能性越低。

1.3 混凝土沉降

沉降问题主要是由于混凝土流动性较差或振动不充分等原因导致等，主要发生在硬化之前，是导致早期裂缝的一个重要原因。通常情况下，厚度较大的构件发生沉降问题的概率较大，在浇筑30min后，就可能出现沉降裂缝，主要呈“梭”形，沿主要钢筋的布置走向，裂缝较宽且浅。在浇筑过程中，振捣不充分，出现粗骨料下沉，水分上升，发生离析的现象，在沉降作用下，混凝土由高处流向低处，导致早期裂缝。

1.4 施工质量不合格

混凝土施工环节众多，程序复杂，例如配制、拌和、运输、存放、拼装、养护等，任何一个环节质量不过关都有可能导致混凝土结构早期裂缝。尤其是细长、壁厚薄的构件，出现裂缝的可能性更大，且裂缝的形状、走向、宽度、深浅、发生部位各异。例如，保护层过厚的钢筋、振捣不均匀、运输时间过长等，都是常见的产生早期裂缝的原因。

2 现浇混凝土结构早期裂缝防治对策

2.1 严格控制施工质量

做好质量把关，严格控制原材料和半成品的质量，对水泥的安定性、砂石含泥量、碎石级配、骨料选择都要进行严格控制和把关。从设计上，确保构造的合理性，尤其是对于结构复杂的建筑结构，应综合考虑地质情况和地基情况，选择地基基础型式。严格控制施工操作，对浇筑模板进行检查，确保其强度和刚度合格，能够承受振捣压力。对施工人员的操作进行监督，规范振捣行为，发现振捣不足或过度等情况，应及时采取补救措施。在达到设计要求后，进行拆模，防止践踏引起的开裂。

2.2 预防温度应力产生裂缝

减少温度应力收缩裂缝，必须控制好混凝土内外部结构的温差，尤其是在冬季施工时，应安装混凝土表面温度保持设备，提高养护温度。研究显示，混凝土在5℃以下的温度中，强度不会出现上升变化。因此，可以选择在混凝土表面覆盖一层保温层，例如棉被或草席，延长养护周期，确保混凝土的强度达到设计要求。使混凝土结构内外部的温差始终保持在20℃以内，防止出现温缩裂縫。夏季施工应降低混凝土的入模温度，可以选择在冰水中拌和混凝土，或在内部设置冷却降温的循环管，保持混凝土内部的温度。在浇筑时，应合理安排加工工序，可以采用分层浇筑、分块浇筑、跳仓施工等方法，以分层浇筑为例，应控制分层厚度不超过30cm，有利于散热以及减少约束，避免由于温度过高产生裂缝。在后期养护中，应加强保温和保湿操作，在混凝土反应初期阶段，保持足够的水分，例如蓄水养护、洒水养护等，使混凝土表面慢慢冷却干燥；控制里表温差不超过25℃，降温速率不超过2℃/d，能够增加混凝土结构的强度，有力的抵御温差变化，通常情况下，普通硅酸盐水泥养护周期不低于2周。此外，还可以选择改变混凝土配合比、选用低热或中热水泥、使用缓凝剂或改善骨料级配减少水泥用量、留置变形缝、采取二次振捣工艺等，提高混凝土的抗裂能力，减少温度裂缝。endprint

2.3 控制混凝土收缩裂缝

根据产生收缩裂缝的原因，采取措施进行早期裂缝的防治。混凝土的干缩裂缝与水灰比、水泥用量等因素有关，水泥用量越大，水灰比越大，表明结构中水分越大，产生干缩裂缝的可能性也随之增加。因此，控制干缩裂缝的关键就是控制水泥比和水灰比。通常情况下，应选择收缩量较小的水泥，并使用粗骨料级配减少水泥用量，合理设计塌落度，适当使用外加剂，规范混凝土搅拌操作，控制运输时间，禁止随意在混凝土中加水，选择二次抹压工艺，加强早期养护等。控制混凝土塑性裂缝的核心即控制混凝土的表面体积，减少表面与内部结构体积的变化差异。在混凝土塑性裂缝的防治中，早期表面养护是关键，应采取覆盖洒水等养护措施，保持表面水分。在高温或大风等特殊天气，应保持环境湿度。在搅拌过程中，应在确保其正常流动性、塌落度的基础上，尽量减少水含量，提高混凝土的保水性。

2.4 预防混凝土沉降裂缝

预防沉降裂缝，关键在于缩小浇筑部位之间的差异，减少薄壁混凝土单独浇筑工艺，采取流动性较低的混凝土构件，提高混凝土结构的整体性，避免出现沉降不均匀裂缝。合理控制塌落度，减少水含量；在运输中，应适当的搅拌，保持混凝土的均匀性；浇筑前，应对混凝土进行高速搅拌，时间20～30s，确保结构的整体性符合设计要求；对施工过程进行严格的检查和监督，防止出现漏振、过振或振捣不充分等，避免出现离析现象。

3 结束语

综上所述，温度改变、混凝土收缩、混凝土沉降、施工质量不合格是现浇混凝土结构产生早期裂缝的主要原因，针对这种情况，应采取针对性的防治措施，例如规范施工行为，保证材料质量，合理进行结构设计，确保施工质量；加强温度控制，保持环境温度和湿度，结合降温工艺和施工技术，控制结构温差，提高结构强度；根据影响收缩裂缝的各个因素，采取针对性的措施，加强早期养护和预防；优化浇筑工艺和混凝土配比，提高混凝土结构的整体性和均匀性，防止出现沉降裂缝。控制混凝土结构早期裂缝，提高混凝土结构的安全性和强度，有利于建筑整体质量的提升。

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