浅析混凝土裂缝产生原因与防治对策

发布时间：2022-03-14 15:33:01 浏览数：次

(包头市建设工程质量监督站，内蒙古包头 014000)
摘要：文章对混凝土裂缝产生的原因进行了分析，阐述了并提出相应的防治对策。
关键词：混凝土裂缝；原因分析；危害；防治对策
中图分类号：TU7557 文献标识码：A 文章编号： 1007—6921(2009)03—0279—02
1 混凝土裂缝产生的原因分析

混凝土裂缝产生的原因很多，建筑物产生裂缝主要有以下几种：
1.1 混凝土水灰比、坍落度过大，或使用过量粉砂

这些都容易导致裂缝的发生。混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感，基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。因此，水、水泥、外渗混合材料外加剂溶液的计量偏差，将直接影响混凝土的强度。而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土由于收缩大，抗拉强度低，容易因塑性收缩而产生裂缝。泵送砼为了满足泵送条件——坍落度大，流动性好，易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象，此时，砼脱水干缩时，就会产生表面裂缝。
1.2 混凝土施工中过分振捣，模板、垫层过于干燥

混凝土浇筑振捣后，粗骨料沉落挤出水分、空气，表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面砂浆层，它比下层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝。而模板、垫层在浇筑混凝土之间洒水不够，过于干燥，则模板吸水量大，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。

混凝土浇捣后过分抹干压光和养护不当。过度的抹平压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致混凝土板表面龟裂。而养护不当也是造成现浇混凝土板裂缝的主要原因。过早养护会影响混凝土的胶结能力。而过迟养护，由于受风吹日晒，混凝土板表面游离水分蒸发过快，水泥缺乏必要的水化水，而产生急剧的体积收缩，由于此时的混凝土强度比较低，不能抵抗这种应力而产生开裂。特别是夏、冬两季，因昼夜温差大，养护不当最易产生温差裂缝。
1.3 混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生裂缝

这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。

在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性坍落受到模板或顶部钢筋的抑制，在浇捣后数小时会发生这种由于混凝土塑性坍落引起的裂缝。当有约束时，混凝土热胀冷缩所产生的体积涨缩，因为受到约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度较低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。
1.4 由混凝土温度变形和收缩变形引起的裂缝

钢筋混凝土梁、柱、墙、板等构件共处在同一个大气环境中，当环境的温度和湿度变化时，这些构件的混凝土相应都会产生温度变形和收缩变形。由于体型上的差异，楼板的体积与表面积的比值较小，在水平方向上楼板的收缩变形一般均超前于(或大于)梁、柱、墙，使楼板内出现拉应力，梁内呈压应力。另一方面是外纵墙与山墙在外界气温的影响下，经历热胀和冷缩的反复作用，它们的温差合力对房间沿外墙角部楼板将产生较大的主拉应力。以上两个作用力的叠加，对楼板形成最不利状态，当楼板内拉应力超过了混凝土的抗拉强度，并且楼板变形大于配筋后混凝土的极限拉伸的时候，楼板内就会产生裂缝。
1.5 楼板的弹性变形及支座处的负弯矩施工中在混凝土未达到规定强度，过早拆模，或者在混凝土未达到终凝时间就上荷载等。这些因素都可直接造成混凝土楼板的弹性变形，致使砼早期强度低或无强度时，承受弯、压、拉应力，导致楼板产生内伤或断裂。施工中不注意钢筋的保护，把板面负筋踩弯等，将会造成支座的负弯矩，导致板面出现裂缝。此外，大梁两侧的楼板不均匀沉降也会使支座产生负穹矩造成横向裂缝。
2 混凝土裂缝产生的危害

混凝土是多组分复合材料，在温度和湿度变化的条件下，硬化并产生体积变形。由于各种材料变形不一致，互相约束而产生初始应力，造成骨料与水泥黏结面或水泥本身之间出现肉眼看不见的微细裂缝，我们一般称微裂。这种微细裂缝的分布是不规则的，互不连贯，但在荷载作用下或进一步产生温度变化，养护不到位失水干缩的情况下，裂缝开始扩展，并逐渐互相连通，从而出现较大的肉眼可见裂缝，成为宏观裂缝，严重的形成楼板上下贯通缝，这就成为有害裂缝。这样的裂缝将对结构的承载力，防火性、抗渗性、抗钢筋锈蚀性、抗化学侵蚀性等耐久性能产生严重的危害。
2.1 影响结构承载力和使用安全性

对于受弯构件的楼板，尽管受弯区允许有宽度在一定范围内的裂缝存在，但是裂缝对结构承载力的影响是不可忽视的，尤其是一些使用者在装修时又给地面增加了很多设计者没有考虑的荷载时。
2.2 影响结构的防水性

混凝土构件产生裂缝，除了影响结构安全性外，对使用者所带来的最直接的问题是渗漏水的危害，尤其是在没有做防水的房间表现突出。
2.3 严重影响结构的耐久性和使用寿命

化学侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱集料反应等，都会对混凝土结构体产生破坏作用。这些破坏作用的发生或进行的快慢，除了受混凝土自身材料性质的影响外，裂缝就是一个重要的影响因素。一般从结构拆模到装修完成，要经过2～3个月的时间，有的大型工程还要跨年施工。这时空气中的CO2、SO2气体及雨水等就会顺着裂缝进入混凝土内部，促成钢筋锈蚀的加快；碱集料反应及碳化速度的加快进行；从而引起耐久性的下降和缩短建筑物的使用寿命。
3 混凝土裂缝的防治对策
3.1 严格控制混凝土施工配合比

研究开发泵送条件下的低收缩率的干硬性混凝土，专门用在现浇钢筋混凝土楼板工程上。严格控制水泥用量。选择级配良好的石子，减小、孔隙率和砂率以减少收缩量，提高混凝土抗裂强度。有条件的不妨采用“放”的特殊构造措施。例如，可将端跨设计成简支板的形式，即在楼板与梁之间设置施工缝隔离。对于一般混凝土楼板表面的龟裂，可先将裂缝清洗干净，待干燥后用环氧浆液灌缝或用表面涂刷封闭。施工中若在终凝前发现龟裂时，可用抹压一遍处理。
3.2 施工前计算升温峰值、内外温差及降温速度

由于水化热产生的升温较高、降温幅度大、速率快，使混凝土产生较大的温度和收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因。因此，为防治水化热引起的裂缝，施工前应计算升温峰值、内外温差及降温速率，制定相应的技术措施，防止和控制温度裂缝，确保工程质量。

选择中低热品种水泥，优先选用矿渣硅酸盐水泥；利用混凝土后期强度用，R60或R90替代R2 8作为设计强度；掺入一定比例的粉煤灰；掺入高效减水剂；掺加缓凝剂。
3.3 降低原材料进入搅拌机的温度如夏季在水箱内加冰块，降低水温；粗骨料遮阳防晒，并洒冷水降温；细骨料遮阳防晒；散装水泥提前储备，避免新出厂水泥温度过高。采取以上措施最大限度降低混凝土出机温度。夏季，混凝土运输车加保温套或对罐体喷淋冷水降温。混凝土泵送管道遮阳防晒。混凝土浇筑作业面遮阳，减少混凝土冷量损失。
3.4 混凝土楼板浇注完毕后，表面刮抹应限制到最低程度，防止在混凝土表面撒干水泥刮抹，并加强混凝土早期养护楼板浇注后，对板面应及时用材料覆盖、保温，认真养护，防止强风和烈日曝晒。①保湿养护混凝土表面经过二次抹压后，立即覆盖塑料薄膜，防止表面水分蒸发，保持混凝土处于潮湿状态下养护。特别是对于掺入UEA膨胀剂的混凝土，在最初14天内，必须潮湿养护，方能促使膨胀剂充分发挥膨胀作用。②保湿养护根据混凝土绝热温升计算，确定中心最高温度，按温控技术措施，确定养护材料及覆盖厚度和养护时间。③在常温季节，混凝土终凝后也可采取蓄水养护的办法，替代前两种保湿保温养护办法。根据混凝土内外温差数据，及时调整蓄水高度，也能收到预期效果。
4 结语

虽然目前学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中严格施工操作程序，不盲目赶工。杜绝过早上传、上荷载和过早拆模。做到科学施工，坚决摒弃违反科学蛮干的做法，靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，只有这样，才能使混凝土的裂缝的这一质量顽症得到有效遏制。
［参考文献］
［1］混凝土结构工程施工质量验收规范 GB 50204-2002［S］.
［2］混凝土质量控制标准 GB 50164-92［S］.

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