浅淡混凝土裂缝的产生及预防

徐超

摘要：各类混凝土裂缝的产生、发展与存在都与设计、混凝土配合比及选材、施工工艺、使用条件等有关。为减少混凝土裂缝对建筑物的影响，保证在设计年限内正常使用，应从裂缝的产生原因开始，采取技术措施与管理措施来预防裂缝的产生。

关键词：混凝土；裂缝；预防措施

1 裂缝产生的原因

1.1 裂缝的分类

根据混凝土裂缝产生的原因，可分为结构性裂缝和非结构性裂缝两大类：外荷载作用引起的裂缝和变形变化引起的裂缝。据有关资料统计工程实践中结构物的裂缝由变形变化（温度、收缩、不均匀沉降等）为主引起的约占80%以上，由荷载为主引起的约占20%左右。一般工业及民用建筑中，宽度小于0.05mm的裂缝对使用（防水、防腐、承重）都无危险性，故视具有小于0.05mm裂缝的结构为无裂缝结构或微裂缝结构，视大于0.05mm裂缝的结构为裂缝结构或宏观裂缝结构。宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果。通过不断改进混凝土施工艺，减少微观裂缝，防止微观裂缝扩展。

1.2 设计原因

1、钢筋锚固长度不满足要求产生的裂缝。

2、设计时的计算简图与实际受力情况不符产生的裂缝。

3、计算理论选择错误，结构构造不当引起的裂缝。

4、构件的刚度不满足要求，导致结构开裂。

5、平板结构中结构构造不当导致板而开裂。

6、计算模型选择时，考虑主要应力，忽略次要应力，而忽略部分的应力导致结构中产生的裂缝。

7、设计是未考虑施工方法，由此在结构中引起的裂缝。

8、预制构件连接部分的裂缝。

1.3 混凝土配合比原因

配比设计中水泥等级选用不当，如较高强度混凝土选用低标号水泥，为满足强度要求水泥用量增大；设计中水泥品种选用不当，如大体积混凝土选用早强水泥等；为满足现场泵送需求，水胶比过大；借用通用配合比，混凝土强度富余较多，水泥用量大，用水量大。

砂、石级配不合理。黄砂由于价格原因选用细砂甚至于粉砂，造成混凝土收缩增大；碎石生产厂一般规模较小，提供的碎石不能保证连续级配，或针片状等较多，为满足流动性要求胶合料增加。

混凝土外加剂、掺和料选用品种或掺量不当。各种外加剂都有其特性，如改善混凝土和易性、调节凝结时间、提高强度、改善耐久性等。如不能掌握外加剂的特点，单纯节约水泥、增加流动性、加快模板周转会增加混凝土的收缩。

1.4 材料原因

水泥品种原因，普通硅酸盐水泥早期强度及后期强度都较高，水化热高；矿渣硅酸盐水泥早期强度低，水化热较低，干缩变形大，析水性较大；粉煤灰硅酸盐水泥早期强度低，水化热低，干缩较小。水泥等级越高、细度越细早强越高对混凝土开裂影响越大。

配制混凝土时宜选用Ⅱ区砂，Ⅲ区宜用强度等级低于C30的混凝土和建筑砂浆，骨料粒径越细、针片状颗粒含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。

2 裂缝的控制

2.1 设计措施

地基基础设计时应满足承载力要求并充分考虑地基沉降，控制建筑物相对沉降量，或增加基础刚度以减少不均匀变形。

建筑平面应尽可能避免L形等复杂形式，必要时应采用留置变形缝等减少应力集中出现。

避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节，采取加强措施，如：在现浇楼面板阳角处设置放射状钢筋；在易裂的边缘部位设置暗梁等。

对于楼面、墙板等构件在满足受力时，应注意钢筋的直径和数量的选择，钢筋间距一般不大于15cm 。

在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距20～30m，保留时间一般不小于60天，如不能预测施工时间的具体条件，也可临时根据具体情况作设计变更。

2.2 施工配合比设计

施工配合比应根据使用要求、施工条件、原材料等因素通过试验确定。如早强还是缓凝、现场工地条件当时的气温、保温养护措施、地上施工还是地下施工，以及工地的管理操作水平等。

根据设计要求的混凝土强度选择水泥品种、等级，优先选择普通硅酸盐水泥，如环境条件允许可以选择矿渣水泥。水泥等级应选择高标号水泥以减少水泥用量，但不应以提高水泥的细度增加强度。

混凝土外加剂主要有加气剂、塑化剂、防水剂、速凝剂、防冻剂等，在混凝土中掺加各种塑化剂、减水剂、加气剂等可以在保持良好的工作条件下减少用水量，因此可以减少收缩。过量地掺加塑化剂、减水剂等又会显著增加收缩。外加剂的掺量应以胶凝材料重量的百分比表示。施工中一般使用复合型减水剂，如YJ-2和JM系列近期工程中使用较多，不仅可以减少水用量，改善混凝土的和易性和流动性，提高混凝土的抗议离析性。

混凝土活性掺合料常选用粉煤灰，部分项目选用石粉。掺和料可代替水泥作为胶凝材料故可降低水化热，同时可提高混凝土的工作性，应当尽可能利用，特别是对于泵送大体积混凝土，一般限制在15-20%，早期抗裂要求较高的工程，粉煤灰的掺量应限制在较小的范围内。

混凝土应根据实际采用的原材料进行配合比设计并按普通混凝土拌合物性能試验方法等标准进行试验、试配，并满足混凝土强度、耐久性和工作性的要求，不得采用经验配合比。严格控制水灰比，宁可小一些。

混凝土生产时，砂石的实际含水率可能与配合比存在差异，应测定实际含水率并相应地调整材料用量。

2.3 材料选择：

混凝土使用水泥应优选质量、性能较好的生产厂家，选择含碱量小、水化热低，耐热性、抗腐蚀性、抗冻性能好的水泥。

砂、石原材料质量波动较大，在施工中经常被忽视，主要有含泥量、级配不符合要求，部分地区选用粉砂作为混凝土拌合用砂，严重影响混凝土强度并增加混凝土的收缩。耐久性混凝土应控制混凝土中氯化物、碱的总含量。

混凝土用水泥更换生产厂家或砂、石原材料变化较大时应重新确定配合比。

某城市地铁站主体施工不同混凝土供应商配合比

两个配合比施工混凝土现场留置试块强度和实体检测强度符合要求。同样用土工布覆盖养护，配合比一施工段现场混凝土裂缝控制较好。

配合比一生产场地

材料管理：

分仓存放

有防雨措施

原因分析：

配合比（一）混凝土供应商混凝土预拌砂、碎石、水泥、外加剂材料供应商等均经过严格比选，定点供应，进行检查严格，施工配合比控制准确，并能根据工地条件进行试配。

配合比二混凝土供应单位采用面对广大用户通用配比，材料控制相对较弱。

2.4 现场施工：

混凝土原材料计量偏差不应超过规范要求，计量器具应定期校验，以保持计量准确。生产过程中应定期测定骨料的含水率，当遇雨天或其他原因致使含水率发生显著变化时，应增加测定次数，以便及时调整用水量和骨料用量，使其符合设计配合比要求。现在多使用商品混凝土，应选择质量稳定，信誉好的厂家。

合理布置混凝土浇筑顺序，保证混凝土能连续浇筑并在底层初凝之前将上一层浇筑完毕，防止扰动已初凝的混凝土而出现质量缺陷。当出现意外情况造成底层混凝土已初凝时，则应在继续浇筑混凝土之前，用与混凝土同配比水泥浆处理，使新旧混凝土结合紧密，保证混凝土结构的整体性。凝固时间不宜过快，柱、墙、深梁与板等变截面结构宜分层次浇灌。混凝土浇捣时，振动捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，振捣时间以10～15s/次为宜，避免过振或漏振。假设混凝土分层厚度为30cm ，振捣时间为15s/次，50型振捣捧振捣间距为40cm，每立方米混凝土用一个振捣捧需要的振捣时间为：

T=1÷0.3÷（0.4×0.4）×15=312.5（s）≈5.2min

如果混凝土浇筑速度为40m3/h，

N=40×5.2÷60≈3.5（个）

按要求振捣需要3.5个振捣捧不间断振捣。

浇筑混凝土在第一次振捣后20～30mim后进行二次振捣，在混凝土初凝前进行二次抹面，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。新浇混凝土终凝后，人员在混凝土上部走动无明显痕迹开始混凝土覆盖、洒水养护。如混凝土不具备蓄水或流水养护条件，楼面应用土工布、草帘等保水材料覆盖并浇水养护较好，墙、柱等竖向构件拆模后及时涂刷养护液，以保证混凝土表面湿润。混凝土浇水养护时间：对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7 d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d。

大体积混凝土施工，施工前应进行水化热计算，采取必要的措施：降低混凝土入模温度；埋设散熱孔、通水排热等防止内部温度过高；分层浇筑避免水化热高峰的集中出现、降低峰值；表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。根据混凝土尺寸布置测温点，并根据实测温度调整养护措施。混凝土拆模时间，混凝土梁、板等水平构件拆模前应保证混凝土有足够强度使构件能承受自重和施工荷载，墙、柱模板拆除时混凝土表面温度与大气温度差别不大。对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。施工中避免遭遇大风袭击，引起剧烈水分蒸发，形成上部和下部或截面中部与边缘部位硬化不均和差异收缩。注意高温季节给硬化带来的影响，采取适当措施缓凝，炎热气温和日晒能促进混凝土失水。

3、混凝土裂缝的处理

1、表面处理法：包括表面涂抹和表面贴补法

表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝。表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏。

2、填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝，或是裂缝中有填充物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽，然后作填充处理。

3、灌浆法

次法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

4、结构补强法

因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的砼耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。

4 结语

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的施工功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，但通过以上对楼屋面裂缝的形式、成因、防治手段的分析可知，只要严格按照有关的设计和施工规范精心设计和严格施工，应该能够大大减少楼屋面裂缝产生的可能性，提高楼屋面的质量。我们仍需对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，研究出更合理的方法应对各类混凝土施工裂缝，保证建筑物和构件安全、稳定的工作。

参考文献

[1] 本书编委会.建筑施工手册.第五版.北京：中国建筑工业出版社，2012.12

[2] 徐永祥.屠晓明，魏其军.混凝土现浇楼板裂缝产生的原因分析与控制措施.

[3] 刘锦章等.混凝土结构工程施工质量标准.第一版.北京：中国建筑工业出版社，2007.108-112.