浅谈混凝土结构裂缝的预防和控制

摘要：混凝土裂缝现在已成为质量通病，预防与控制是关键，本文作者结合多年的施工经验探究了混凝土裂缝的预防和控制的方法、措施及步驟，以供同行借鉴。

关键词：混凝土;结构裂缝;预防;控制

1 混凝土结构裂缝

混凝土结构裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝是指那些肉眼看不见的裂缝，主要有三种：（1）骨料与水泥粘合面上的裂缝，称为粘着裂缝;（2）水泥自身的裂缝，称为水泥裂缝;（3）骨料本身的裂缝，称为骨料裂缝;微观裂缝在混凝土结构中的区分是不规则、不贯通的。反之，肉眼看的见的裂缝称为宏观裂缝，宏观裂缝的宽度一般大于0.05mm;宏观裂缝是微观裂缝扩展而来的。任何混凝土结构和构件出现裂缝，不仅有损外观，而且影响整体性，降低刚度，并引起内部钢筋的锈蚀，使建筑物达不到设计的使用年限。

2 混凝土结构裂缝产生的机理

混凝土结构裂缝产生的原因主要有三种：（1）由外荷载引起的裂缝，这是最为普遍的情况;（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、不均匀沉降等因素引起结构变形，当变形受到约束时便产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。

3 混凝土结构裂缝的预防与控制

3.1 表面温差裂缝的预防与控制

施工中早期常见的温差引起裂缝有约束裂缝和外约束裂缝。约束裂缝是混凝土浇筑后内外温差过大所致;外约束裂缝是由于降温时温差过大引起的。

预防表面温差裂缝的措施主要有：

（1）选用低水化热或中水化热的水泥品种配置混凝土。如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等。

（2）充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。

（3）使用粗骨科，尽量选用粒径较大和级配良好的粗骨料、掺加粉煤灰等拌合料或掺加减水剂、改善和易性、降低水灰比、以达到减少水泥用量，降低水化热的目的。

（4）在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，强制降低混凝土内部温度。

（5）在无筋或少筋的大体积混凝土中，掺加总量不少于20%的大石块，减少混凝土用量，以达到节省水泥和降低水化热的目的。

3.2 混凝土内部出现裂缝的预防与控制

混凝土内部出现裂缝应采取全过程控制，主要措施有：

（1）降低入模温度。选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土;夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土，可对骨料喷冷水雾或冷气，或对骨料进行护盖或设置遮阳装置，以避免日光直晒，运输工具如具备条件也应搭设遮阳装置，以降低混凝土拌合物的人模温度;掺加相应的缓凝型减水剂，如木质素硝酸钙;在混凝土入模时，采取措施，加强模内热量的散发。

（2）加强施工中的混凝土温度控制。在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温养护，降低温度应力，夏季应注意避免曝晒，注重保温，冬季应采取措施，覆盖保温，以免发生急剧的温度变化。采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，缓解降低温度的时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松驰效应”。加强温度监测与管理，实行信息化控制;随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基地面温差均控制在20℃以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不致过大;合理安排施工工序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升;避免混凝土拌合物堆积过大高差，在结构完成后及时回填土，避免其侧面长时间暴露。

（3）改善约束条件，削减温度应力。采取分层或分块浇筑大体积混凝土，合理设置水平或垂直施工缝，或在适当的位置施工后浇带，以放松约束程度，减少每次浇筑长度的蓄热量，以防止水化热的积聚，减少温度应力。

（4）提高混凝土的极限抗拉强度。选择良好级配的粗、细骨料，严格控制其含泥量;加强混凝土的振捣，提高混凝土的密实和抗拉强度，减少收缩变形，保证施工质量。采取二次投料法及二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高混凝土早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。在大体积混凝土基础内设置必要的温度配筋.在截面突变和转折处以及顶板与墙转折处，孔洞转角及周遍，增加斜面构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝出现。

3.3 混凝土收缩裂缝的预防与控制

收缩裂缝包括塑性收缩、干燥收缩、沉降收缩。

（1）塑性收缩裂缝多在北方夏季干热并刮风时出现，缝的特点是两端渐细，长短不等互不连通。产生的原因主要是在塑性状态时表面干热有风，水分蒸发过快，体积急剧收缩;这种蒸发速度同外界温度、湿度和风速有关。对塑性裂缝采取的预防措施是：浇筑后抹完表面应立即覆盖，养护时间可提前至浇筑完混凝土的4小时以内洒水;混凝土的水灰比及砂率不宜过大，采用密封保水，浇筑后抹平，盖塑料膜或喷乳液养生;外模和基底充分湿润不缺水，终凝前采取二次抹压，将微裂缝压光。

（2）干燥收缩裂缝是在养护结束不再洒水后出理的裂缝，多数属于表面性的浅细裂缝，且多沿模板方向分布，是随温度的变化面变化，发展趋势是由表及里，从小至大逐渐发展;产生的主要原因是养护不及时、受风吹日晒;表面水分蒸发过快，内部温度变化小，表面干缩变形时受内部混凝土约束而产生较大拉应力;对这种裂缝采取的预防控制措施是：加强混凝土的早期养护，延长养护时间。

（3）沉降裂缝的现象多沿主筋的通长方向的表面断续出现，裂缝形状宽且浅，并常在混凝土浇注以后发生至凝结后停止;产生的直接原因是在结构浇捣后，骨料颗粒下沉，水分及浆上升，受到钢筋或预埋件的阻挡，使混凝土与其分离，混凝土颗粒较大的沉落不均匀、斜坡的混凝土因其重力向下移动而开裂。一般的预防与控制措施是：选择配合稠度适宜的低流动性拌和料并振捣密实，对断面有差别或高度不同的结构，先浇低深处部位.静停2～3小时再处理断面，向上接着浇注，在初凝前利用二次振捣或在终凝前二次压抹收光。

3.4 混凝土沉陷裂缝预防与控制

沉陷裂缝的位置同沉陷方向相一致，较大的沉陷裂缝一般有错开距，宽度与沉降值成正比例关系，产生的原因是地基不均匀沉降或模板刚度不足，支撑间距过大或支撑底部松动等;这种裂缝的预防与控制措施是：不允许在松软的回填土上进行基础施工;模板的刚度必须足够、牢固支撑;浇注混凝土时随时检查模板及支撑的变化;养护水应向外排除，不宜流入基础和支撑底都浸泡;拆模时间不宜过早，拆除顺序要正确。

3.5 混凝土其它裂缝的预防与控制

在各种预制构件或现浇的其它构件中，因多种原因会产生纵向、横向、水平或斜向的裂缝，尤其是高宽比较大、侧向配筋少，刚度比较差的构件较多出现。另外，冬期采用降低冰点的盐类外加剂如掺量多，加之振捣不密实，会引起钢筋锈蚀等，产生钢筋方向裂缝。因此冬期施工禁忌掺入氯盐外加剂，对施工引起的混凝土裂缝，例如：模板拆模过早、顶板集中堆放重物、钢筋保护层过小等，应积极采取防护与控制措施，模扳拆除时间的控制应在现场制作同条件试块，混凝土达到拆模强度的同条件试块的抗压强度值来确定拆模时间。大跨度房间拆模后必须回顶，顶板混凝土强度达到设计要求强度等级的要求后，方可承受全部使用荷载，顶板不允许集中堆放材料，如必须堆放时应垫方木且与模板支撑相对应。钢筋绑扎时，用梯子筋保证钢筋净间距及钢筋保护层的准确，浇注混凝土时用定距框保证钢筋不发生位移，从而保证钢筋保护层厚度的准确。

参考文献：

[1]  王铁梦.工程结构裂缝的控制[M].北京：中国建筑工业出版社.1999.

作者简介：尹立新（1967.5）女，教授级高级工程师，现从事建设工程管理。

（作者单位：丹东市元宝区房屋征收中心）