原因及其預(yù)防措施

1、淺談混凝土裂縫成因及預(yù)防措施摘要：混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位。而在今天，混凝 土在施工過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，這是一個(gè)相當(dāng)普遍 和常見的現(xiàn)象，并且在大體積混凝土施工中表現(xiàn)尤為突出?；炷潦?一種由骨料，水泥石以及其中的氣體和水組成的非均質(zhì)脆性材料。在 溫度和濕度變化的條件下，硬化并產(chǎn)生體積變形，由于各種材料變形 不一致，互相約束而產(chǎn)生初始應(yīng)力，造成在混凝土內(nèi)出現(xiàn)微裂縫。這 種微細(xì)裂縫的分布不規(guī)則而且不連貫，在荷載或應(yīng)力作用下，裂縫開 始擴(kuò)展，并逐逐漸相互貫通，從而出現(xiàn)較大的肉眼可見的裂縫，稱為 宏觀裂縫，即通常所說裂縫。開裂的原因可能是原材料的選取與配合 必得的選擇不當(dāng)，施

2、工方法和措施有誤，建筑物所處的的條件影響以 及結(jié)構(gòu)不合理等。 混凝土所產(chǎn)生的溫度收縮， 干燥收縮， 不均勻沉降， 結(jié)構(gòu)應(yīng)立集中等都可能會(huì)導(dǎo)致混凝土開裂。在實(shí)際工程中，往往是各 種因素多重作用引起混凝土開裂。寬度小于或等于0.05mm的裂縫通常 對(duì)使用無大的危害，叫做無害裂縫，而結(jié)構(gòu)物的有害裂縫不僅會(huì)降低 力學(xué)性能和承載力，而且直接影響結(jié)構(gòu)耐久性，縮短使用壽命。施工 中應(yīng)采取措施使結(jié)構(gòu)盡量不給出現(xiàn)裂縫，或減少裂縫的數(shù)量和寬度， 特別是避免出現(xiàn)有害裂縫。國(guó)內(nèi)外對(duì)裂縫寬度都有相應(yīng)規(guī)定，如我國(guó) 的 CCES 01-2004混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南 ，對(duì)鋼筋混凝 土結(jié)構(gòu)的最大允許裂縫寬度就有明確的

3、規(guī)定干濕交替和凍融環(huán)境下的 一般構(gòu)件為0.2mm水中和土中環(huán)境下為0.3mm.混凝土由于各種收縮 引起的開裂問題一直是混凝結(jié)構(gòu)物裂縫控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文主要介紹裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施關(guān)鍵詞：混凝土裂縫；溫度裂縫；干縮裂縫；混凝土結(jié)構(gòu)受力裂縫 ；混凝土裂縫產(chǎn)生原因措施1 混凝土裂縫簡(jiǎn)述 混凝土在施工中對(duì)有些結(jié)構(gòu)按其所處條件的不同，允許存在一定 寬度的裂縫。但施工中仍盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫，使結(jié) 構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫，或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別是避免有害 裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質(zhì)量。裂縫產(chǎn)生的主要原因： 由外荷載（包括施工和使用階段的靜荷載、 動(dòng)荷載）引起的裂縫；由變形（包括溫度、

4、濕度變形、不均勻沉降等） 引起的裂縫；由施工操作（如制作、脫模、養(yǎng)護(hù)、堆放、運(yùn)輸、吊裝 等）引起的裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁，板等受彎構(gòu)件，在使 用載荷作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫，普通鋼筋混凝土構(gòu)件在成熟 了 30%-40%的設(shè)計(jì)荷載，就可能出現(xiàn)裂縫，肉眼一般不能察覺，而構(gòu) 件的極限破壞荷載往往都在設(shè)計(jì)荷載的 1.5 倍裂縫的分類：按裂縫的方向、形狀分類有水平裂縫、垂直裂縫、 橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫以及放射狀裂縫等；按裂縫深度分類 有貫穿裂縫、 深層裂縫及表面裂縫三種； 按成因分類主要有塑性裂縫、 干縮裂縫、溫度裂縫及不均勻沉降裂縫。2 混凝土裂縫分析2.1 塑性裂縫：2.1.1

5、裂縫現(xiàn)象：裂縫在結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)，形狀很不規(guī)則且長(zhǎng)短不 一，互不連貫，類似干燥的泥漿面。大多在混凝土澆筑初期（一般在 澆筑后 4 小時(shí)左右），當(dāng)混凝土本身與外界氣溫相差懸殊， 或本身溫度 長(zhǎng)時(shí)間過高（40C以上），而氣候很干燥的情況下出現(xiàn)。塑性裂縫又稱 龜裂，屬于干縮裂縫，出現(xiàn)普遍。2.1.2 產(chǎn)生原因：混凝土澆筑后，表面沒有及時(shí)覆蓋，受風(fēng)吹日 曬，表面游離水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生急劇的體積收縮，而此時(shí)混凝土早 期強(qiáng)度很低，不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。使用收縮率較大的 水泥，水泥用量過多，或使用過量的粉砂?；炷了冶冗^大，模板 過于干燥。2.1.3 預(yù)防措施： 配制混凝土?xí)r， 應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比和水

6、泥用量， 選擇級(jí)配良好的石子，減小空隙率和砂率；同時(shí)，要振搗密實(shí)，以減 少收縮量，提高混凝土抗裂度。澆筑混凝土前，將基層和模板澆水濕 潤(rùn)，混凝土澆筑后，對(duì)裸露表面應(yīng)及時(shí)用潮濕材料覆蓋，認(rèn)真養(yǎng)護(hù)。 在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的天氣施工，混凝土澆筑后，應(yīng)及早進(jìn)行 噴水養(yǎng)護(hù)，使其保持濕潤(rùn)；大面積混凝土宜澆完一段，養(yǎng)護(hù)一段。此 外，要加強(qiáng)表面的抹壓和養(yǎng)護(hù)工作?；炷琉B(yǎng)護(hù)可采用表面噴氯偏乳 液養(yǎng)護(hù)劑，或覆蓋濕草袋、塑料布等方法；當(dāng)表面發(fā)現(xiàn)微細(xì)裂縫時(shí)， 應(yīng)及時(shí)抹壓，再覆蓋養(yǎng)護(hù)2.2 干縮裂縫：2.2.1 裂縫現(xiàn)象：裂縫為表面性，寬度較細(xì)。其走向縱橫交錯(cuò)， 沒有規(guī)律。較薄的梁、板類構(gòu)件（或桁架桿件） ，多沿短

7、向分布；整體 性結(jié)構(gòu)多發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處；平面裂縫多延伸到變截面部位或塊體 邊緣，大體積混凝土在平面部位較為多見，但側(cè)面也常出現(xiàn)，并隨濕度和溫度變化而逐漸發(fā)展2.2.2 產(chǎn)生原因：混凝土成型后，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，受到風(fēng)吹日曬，表 面水分散失快，體積收縮大，而內(nèi)部濕度變化很小，收縮也小，因而 表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，出現(xiàn)拉應(yīng)力，引起混凝土表面 開裂，或者構(gòu)件水分蒸發(fā)，產(chǎn)生體積收縮受到地基或墊層的約束，而 出現(xiàn)干縮裂縫?；炷翗?gòu)件長(zhǎng)期露天堆放，表面濕度經(jīng)常發(fā)生劇烈變 化，混凝土經(jīng)過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層，后張法預(yù) 應(yīng)力構(gòu)件露天生產(chǎn)后長(zhǎng)久為張拉等。2.2.3 預(yù)防措施：混凝土水泥用量

8、、水灰比和砂率不能過大；嚴(yán) 格控制砂石含泥量，避免使用過量粉砂；混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，并注意 對(duì)板面進(jìn)行抹壓，可在混凝土初凝后、終凝前進(jìn)行二次抹壓，以提高 混凝土抗拉強(qiáng)度，減少收縮量。加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng) 護(hù)時(shí)間。長(zhǎng)期露天堆放的預(yù)制構(gòu)件，可覆蓋草簾、草袋，避免曝曬， 并定期適當(dāng)灑水，保持濕潤(rùn)。薄壁構(gòu)件則應(yīng)在陰涼地方堆放并覆蓋， 避免發(fā)生過大濕度變化2.3 溫度裂縫：2.3.1 裂縫現(xiàn)象：表面溫度裂縫走向無一定規(guī)律性；梁板式或長(zhǎng) 度尺寸較大的結(jié)構(gòu)， 裂縫多平行于短邊； 大面積結(jié)構(gòu)裂縫?？v橫交錯(cuò)。 深進(jìn)的和貫穿的溫度裂縫，一般與短邊方向平行或接近于平行，裂縫 沿全長(zhǎng)分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫

9、寬度沿全長(zhǎng)沒有太大的變化。溫度 裂縫多發(fā)生在施工期間，縫寬受溫度變化影響較明顯，冬季較寬，夏 季較細(xì)。沿?cái)嗝娓叨龋芽p大多呈上寬下窗狀，但個(gè)別也有下寬上窄 情況，遇上下邊緣區(qū)配筋較多的結(jié)構(gòu)，在時(shí)也出現(xiàn)中間寬兩端窄的梭 形裂縫。2.3.2 產(chǎn)生原因：表面溫度裂縫，多由于溫度較大?；炷两Y(jié)構(gòu)， 特別是大體積混凝土基礎(chǔ)澆筑后，在硬化期間放出大量水化熱，內(nèi)部 溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差很大。當(dāng)溫度產(chǎn)生非均勻的 降溫時(shí)（如施工中注意不夠，過早拆除模板；冬季施工，過早除掉保 溫層，或受到寒潮襲擊），將導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較 大的降溫收縮，此時(shí)表面胺到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉

10、應(yīng) 力（內(nèi)部降溫慢， 受自約束而產(chǎn)生壓應(yīng)力） ，而混凝土早期抗拉強(qiáng)度和 彈性模量很低， 因而出現(xiàn)裂縫 （這種裂縫又稱為內(nèi)約束裂縫） 。但這種 溫差僅在表面處較大，離開表面就很快減弱。因此，裂縫只在接近表 面較淺的范圍出現(xiàn)，表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。深進(jìn)的和貫穿的濁 裂縫多由于結(jié)構(gòu)降溫差較大，受到外界的約束而引起的。當(dāng)大體積混 凝土基礎(chǔ)、墻體澆灌在堅(jiān)硬地基（特別是巖石地基）或厚大的老混凝 土墊層上時(shí)，沒有采取隔離層等放松約束的措施，如果混凝土澆灌時(shí) 溫度很高，加上水泥水化熱的混凝土冷卻收縮，全部或部分地受到地 基、混凝土墊層或其他外部結(jié)構(gòu)的約束，將傳統(tǒng)在混凝土澆筑后 2-3 個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)，

11、裂縫較深，有時(shí)是貫穿性的，將破壞結(jié)構(gòu)的整 體性。基礎(chǔ)工程長(zhǎng)期不回填，受風(fēng)吹日曬或寒潮襲擊作用；框架結(jié)構(gòu) 的梁、墻板、基礎(chǔ)梁，由于與剛度較大的柱、基礎(chǔ)連接，或預(yù)制構(gòu)件 澆筑在臺(tái)座伸縮縫處，因溫度變形受到約束，降溫時(shí)也常出現(xiàn)這類裂 縫。采用蒸氣養(yǎng)護(hù)的預(yù)制構(gòu)件， 混凝土降溫制度控制不嚴(yán)， 降溫過速， 或養(yǎng)生窯坑急劇揭蓋，使混凝土表面劇烈降溫，而受到肋部或胎模的 約束，常導(dǎo)致構(gòu)件表面或肋部出現(xiàn)裂縫。 2.3.3 預(yù)防措施：盡量選用 低熱或中熱水泥（如礦渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土 中摻適量粉煤灰；或利用混凝土的后期強(qiáng)度，降低水泥用量，以減少 水化熱量。選用良好級(jí)配的骨料，并嚴(yán)格控制砂、石子

12、含泥量，降低 水灰比，加強(qiáng)振搗，以提高混凝土的密實(shí)性和抗拉強(qiáng)度，在混凝土中 摻加緩凝劑，減緩澆筑速度，以利于散熱，或摻木鈣、減水劑，以改 善和易性，減少水泥用量。避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土；必須在 熱天澆筑時(shí)，可采用冰水或深井涼水拌制混凝土，或設(shè)置簡(jiǎn)易遮陽(yáng)裝 置，并對(duì)骨料進(jìn)行噴水預(yù)冷卻，以降低混凝土攪拌和澆筑的溫度。分 層澆筑混凝土， 每層厚度不大于 30 厘米，以加快熱量散發(fā)， 并使溫度 分布均勻，同時(shí)也便于振搗密實(shí)。大體積混凝土適當(dāng)預(yù)留一些孔道， 采取通冷水或冷氣降溫。大型設(shè)備基礎(chǔ)采取分塊分層間隔澆筑（間隔 時(shí)間57天），分塊厚度11.5m,以利水化熱散發(fā)和減少約束作用； 或每隔2030

13、m留一條0.51.0m寬的臨時(shí)間斷縫，40天后再用干硬 性細(xì)石混凝土澆筑，以減少溫度收縮應(yīng)力。澆筑混凝土后，表面應(yīng)及 時(shí)用草袋、鋸末、砂等覆蓋， 并灑水養(yǎng)生。 夏季應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間， 使之緩慢降溫。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應(yīng)采取保溫措施，以防寒潮 襲擊。拆模時(shí)，塊體中部和表面溫差不宜大于 20C，以防止急劇冷卻 造成表面裂縫。 基礎(chǔ)混凝土拆模后要及時(shí)回填。 溫度裂縫可以分兩類： 一類為由于混凝土內(nèi)部存在一個(gè)溫度差，從而內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力而導(dǎo) 致混凝土開裂的。另一類溫度裂縫并不是開裂混凝土本身內(nèi)部有溫度差引起的，而是出于整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)中局部混凝土構(gòu)建受環(huán)境溫度的變化，通過熱脹冷縮效應(yīng)，對(duì)與其相關(guān)的

14、構(gòu)件產(chǎn)生拉應(yīng)力。影響溫度 裂縫的主要因素有；水泥品種，水泥漿量，構(gòu)件形狀，斷面尺寸，混 凝土澆筑時(shí)溫度計(jì)外界等。2.4 不均勻沉陷裂縫：2.4.1 裂縫現(xiàn)象：不均勻沉陷裂縫多屬貫穿性裂縫，其走向與沉 陷情況有關(guān)，有的在上部，有的在下部，一般與地面垂直或呈30& #176;45& #176涌方向發(fā)展。較大的不均勻沉陷裂縫，往往上下或左右有一定的差距，裂縫寬度受溫度變化影響較小，因荷載大小而 異，且與不均勻沉降值成比例。2.4.2 產(chǎn)生原因：結(jié)構(gòu)、構(gòu)件下面的地基未經(jīng)夯實(shí)和必要的加固 處理，混凝土澆筑后，地基因沒水引起不均勻沉降。平臥生產(chǎn)的預(yù)制 構(gòu)件（如屋架、梁等），由于側(cè)向剛度較差，在弦、腹桿件或

15、梁的側(cè)面 常出現(xiàn)裂縫。模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動(dòng)，以 及過早拆模，也常導(dǎo)致不均勻沉陷裂縫出現(xiàn)。2.4.3 預(yù)防措施： 對(duì)松軟土、填土地基應(yīng)進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固。 避免直接在松軟土或填土上制作預(yù)制構(gòu)件，或經(jīng)壓夯實(shí)處理后作預(yù)制 場(chǎng)地。模板應(yīng)支撐牢固， 保證有足夠強(qiáng)度和剛度， 并使地基受力均勻 拆模時(shí)間不能達(dá)早，應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行。構(gòu)件制作場(chǎng)地周圍應(yīng)作好排水措 施，并注意防止水管漏水或養(yǎng)護(hù)水浸泡地基。3 結(jié)束語(yǔ)本人通過對(duì)大體積混凝土裂縫形成的原因和預(yù)防措施作了初步探 討，認(rèn)為只要采取以防為主，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、混凝土材 料的選擇、配合比優(yōu)化、拌制、運(yùn)輸、澆筑、保溫養(yǎng)護(hù)，以及加強(qiáng)施 工過程中各環(huán)節(jié)的控制， 采取了一系列的技術(shù)措施， 并施工中多觀察、 多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，相信 混凝土的裂