浅谈混凝土非荷载裂缝的成因与控制

邓广林

[摘  要：混凝土裂缝是一个极具普通性同时也是被外界极为关注的质量问题。混凝土结构中常见的裂缝从其产生的根本原因可以分为两大类：荷载裂缝和非荷载裂缝。根据相关调查数据表明由非荷载原因导致的混凝土产生的裂缝约占80%，而属于荷载原因产生的裂缝约仅占20%，由此可见混凝土裂缝由非荷载原因产生的裂缝占据着主导地位，对其进行细致的讨论和研究有着极具重要的现实意义。本文将着重分析非荷载因素下产生的裂缝成因及对应措施，以期提高混凝土工程实体质量。

关键词：建筑施工;混凝土;成因分析;预控措施;非荷载裂缝]

1引言

现目前，随着国家城市基础建设的快速发展催生了建筑产业的欣欣向荣，与此同时國家相关部门对建筑施工的水平以及施工质量要求也越来越严格。混凝土作为构成建筑结构主体的主要材料之一，在施工过程中常出现各种成因的裂缝，一旦产生裂缝不仅影响建筑物美观而且还会影响使用寿命。建筑施工企业如何从根本上解决混凝土裂缝问题将是一个极大的挑战。

2混凝土非荷载裂缝的定义及其分类

由于混凝土的体积收缩、温度变化、沉陷位移等非荷载因素作用在混凝土中引起约束应力而造成的裂缝称之为非荷载裂缝，也被称作“非受力裂缝”。

非荷载裂缝同荷载裂缝相比，此类裂缝对结构使用功能的影响更大也更易被人们所发现，而且有损结构的耐久性，同时也是引起建筑结构矛盾纠纷的主要原因。因此对非荷载裂缝的预防是混凝土结构裂缝的主要控制方面。

混凝土结构的非荷载裂缝根据产生的具体原因不同主要分为以下三大类：温度应力裂缝、收缩裂缝、沉降裂缝。

3各类非荷载裂缝原因分析

3.1混凝土收缩裂缝

收缩裂缝产生的根本原因是湿度变化所致，在非结构性裂缝中此类裂缝占据着主导地位。收缩裂缝根据发生的时间与所致的因素不同可分为塑性裂缝、沉降收缩裂缝、干缩裂缝和三大类。

3.1.1塑性裂缝

（一）塑性裂缝定义

塑性裂缝主要发生在混凝土在凝结之前且不受配筋影响，表面因失水较快而产生收缩导致的裂缝（如图一、图二所示）。塑性裂缝常出现在大风或干燥环境下，此类裂缝互不连贯，一般中间宽，两端细且长短不一，多为相互平行或多边形状。

（二）塑性裂缝产生原因分析

①混凝土浇筑完成后未及时采取养护措施，受自然环境等因素影响，表面水分散发过快造成体积收缩，此时的混凝土强度由于不足以抵抗其收缩，进而产生裂缝。

②使用收缩率较大的水泥;未严格按照配合比进行控制水泥用量，导致水泥用量过大;粉砂或细砂含量过高导致水灰比过大。

③模板浇筑前未进行洒水湿润导致模板吸水量大。

④商砼浇筑过程中对侧模产生过大压力，导致模板变形。

3.1.2干缩裂缝

（一）干缩裂缝定义

在混凝土硬化过程中，由于内部干缩而引起体积变化，当这种变化受到各方面的因素约束时，就可能产生干缩裂缝（如图三所示）。干缩裂缝常在混凝土养护完毕一段时间后出现在结构表面或侧面，裂缝较细相互交错，随外部环境变化影响而逐渐增大。

（二）干缩裂缝产生原因分析

①混凝土振捣方法不当，致使构件表面形成水泥含量较大的砂浆层。

②混凝土浇筑完成后未及时进行养护造成其表面水分迅速蒸发，结构表面由于水分损失导致体积急剧收缩，而内部湿度变化小收缩也小，此时在受到内部混凝土的约束的情况下产生拉应力从而导致裂缝产生。

③构件因水分被外界吸收造成体积收缩同时受到垫层或地基的约束而导致裂缝。

④混凝土水泥用量、水灰比或含砂率过大。

3.1.3沉降收缩裂缝

（一）沉降收缩裂缝定义

沉降收缩裂缝是一种常见的早期裂缝，发生在混凝土浇筑完成后，终凝前，混凝土尚无任何强度时。裂缝通常沿主筋通长方向出现呈梭型（中间宽两端窄）。常出现在结构的梁板节点、变截面处、板肋节点、梁柱节点等处，深度可达钢筋表面，此裂缝是引起钢筋锈蚀的常见原因（如图四、图五所示）。

（二）沉降收缩裂缝原因分析

①混凝土振捣方法不当或振捣过度。

②混凝土塌落度、水灰比、砂率过大。

③混凝土浇筑方法不当，对截面较大的构件采取连续浇筑时，间隔时间较短。

3.2温度应力裂缝

（一）温度应力裂缝定义

在混凝土浇筑完成后的初凝过程中，由于水泥水化热得不到及时散发，导致混凝土内部温度急剧升高，形成较大内外温差致使混凝土的形变超过当时极限拉伸应变或抗拉强度而形成细小的裂缝，同时也为后期形成温度裂缝埋下伏笔。在工程中后期虽然通过抹灰或装修将早期留下的细小裂缝遮盖，但在温度及湿度变化较大影响情况下这些细小裂缝就会显现出来，其中以冬季施工经过夏季或遇较干燥环境时表现尤为突出，所以温度裂缝一般出现在工程的中后期。

温度裂缝的走向一般无规律性。纵横交错的裂缝常出现在大面积结构上;贯穿性裂缝一般沿着长边分段出现与短边方向接近平行;与短边平行的裂缝常出现在梁板类结构上。此类裂缝宽度大小不一，在温差较大的情况下表现尤为明显，夏季较窄，冬季较宽。（如图六、图七所示）。

（二）温度裂缝原因分析

①混凝土早期养护不及时或养护方法不当。

②冬季施工时为提高模板周转率过早拆模。

③混凝土塌落度过大、骨料级配、水泥品种选用不当。

3.3沉降裂缝

（一）沉降裂缝定义

沉降裂缝主要是由于基础土质松软、不匀、遇水浸泡造成不均匀沉降或模板支撑底部松动，模板刚度不足，模板支撑间距过大等因素所致。

沉降裂缝多为贯穿性裂缝，基础变形情况决定此类裂缝的方向、大小、形状。裂缝走向一般呈30°～45°角或与地面垂直方向延伸。缝宽一般不受温度变化影响通常与基础沉降程度成正比关系。基础沉降稳定之后此类裂缝也基本趋于稳定（如图八、图九所示）。

（二）沉降裂缝产生原因分析

①地基未经夯实，混凝土浇筑过程中或浇筑完成后地基发生不均匀沉降。

②模板脚手架基础未采取截排水措施导致地基或基础被水浸泡。

③模板刚度不足，或模板脚手架搭设不合规模板支撑间距过大。

④施工过程中为加快模板周转速率，在混凝土未达到标准强度便进行强制拆模。

4混凝土非荷载裂缝控制措施

4.1收缩裂缝控制措施

4.1.1塑性收缩裂缝控制措施

①及时养护。在混凝土浇筑完成后应及时采取有效的养护措施减少裂缝产生的可能性。可采取覆盖草帘、塑料薄膜等进行保湿养护。

②对混凝土的塌落度及水灰比进行严格控制。商品混凝土在保证正常泵送的情况下，合理的降低坍落度;水灰比可结合类似工程经验并结合相关实验确定宜控制在0.45以下。

③混凝土浇筑。混凝土浇筑前应完成对模板的加固，防止侧模由于压力过大而产生变形;在高温天气浇筑应提前洒水润湿模板或垫层;采用商砼时，搅拌应适度，在保证其工作性能的前提下尽量减少商砼搅拌时间;提前做好混凝土浇筑工作的计划与安排，尽可能的缩短混凝土浇筑至养护的时间。

④外加剂的选择。为保证商砼流动性可采用经试验确定的混杂纤维，尽量少用或不用缓凝剂、保塑料等外加剂。

4.1.2干燥收缩裂缝控制措施

①混凝土應进行细致振捣，并采取相应措施保证其振捣密实，同时还应注意严禁过振。

②注重前期养护结合实际情况可适当的对养护时间进行延长。

③混凝土浇筑前应对垫层、基础等进行洒水湿润，减小在浇筑过程中或浇筑完成后对构件的水分吸收。

④尽量采用中低热水泥，严格按照配合比控制水泥的用量，严禁超用。

⑤采取及时进行二次抹压的方法减小混凝土收缩量同时提高抗拉强度。

4.1.3沉降收缩裂缝控制措施

①在满足浇筑要求时，水灰比宜控制在0.6以下，坍落度应最大限度的减小。

②混凝土搅拌时间适当。采用自拌混凝土时，混凝土的拌和时间可通过试验确定，避免因为拌和时间不当造成其均匀性破坏。

③浇筑过程中，应控制浇筑速度，避免浇筑太快而造成混凝土振捣不充分或堆积。

④浇筑较大截面构件采取分层浇筑时，应留足必要的工艺间歇时间。采用二次振捣的方法提高钢筋与混凝土之间的握裹力，从而提高抗裂性。

4.2温度应力裂缝控制措施

①防止表面温度应力裂缝关键在于控制混凝土内外的温差，混凝土在浇筑完成后应及时覆盖养护，在冬季施工时应采取必要的保温措施。

②严格控制拆模时间，严禁未达到养护龄期而提前拆模。

③为避免产生贯穿或深层裂缝，水泥应尽量选用低水化热的或掺入适量的粉煤灰。

④骨料应选用级配良好的，严格控制水灰比和砂石含泥量，振捣过程应细致充分，以保证混凝土的抗拉强度和密实度。

⑤采取降低混凝土入模温度等措施，如浇筑时避开高温时段，用冰水拌合混凝土等。

4.3沉降裂缝控制措施

①对不均匀、软弱地基应进行夯实，支模完成后可采用在模板上叠放沙袋的方法进行预压，以消除地基不均匀沉降以及模板支架的非弹性变形、弹性变形。

②对模板脚手架基础应设置完善的截排水措施，防止基础被水浸泡后沉降、软化。

③模板及其支撑材料要有足够的刚度、稳定性、强度;模板脚手架搭设前应进行安全技术交底，派专人监督作业人员按照审核完成后方案进行搭设。模板拆除应符合规定、规范时间。

5结论

建筑结构设计应坚持以“抗--放”相结合的原则;工程施工过程中对混凝土裂缝预控的根本在于“防”，而不在于“治”;对混凝土的原材料严格把好源头控制关。原材料、施工、结构设计等因素相互之间对结构产生裂缝有着间接或直接的联系，因此先对裂缝甄别分类然后进行系统、全面、细致分析研究是至关重要的。查清原因，采取相对应措施进行处理，尽量将裂缝产生控制在源头或最大限度的控制在要求范围以内，以此解决裂缝问题从而提高混凝土工程质量。

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