混凝土裂缝成因及预防措施

摘要:裂缝是建筑工程中最常见的质量问题之一，通过多年的现场观察和实践，现主要从混凝土裂缝隙产生的原因，防裂方面进行简要的分析和探讨。


引言
随着混凝土在建筑工程中应用的大量推广与应用，但由于各种原因，导致一些建筑工程中混凝土结构在安全性、适应性和耐久性上不能完全满足规范和使用上的一些要求。这其中最常见的质量问题之一便是裂缝。裂缝的存在和发展通常会使钢筋等材料产生锈蚀，同时会降低混凝土结构构件的耐久性及抗渗性，削弱构件的承载力，从而影响建筑物的外观和使用寿命。甚至有可能危及到建筑物的使用安全，严重者将会威胁到人的生命财产安全，本文就裂缝产生的原因及其防裂措施进行简要分析和探讨。
一、混凝土裂缝产生的原因
混凝土裂缝产生的原因是多方面的，但究其原因，主要有施工、设计及混凝土原材料、后期养护等三方面的原因，以下将逐一具体分析。
1、混凝土原材料的质量方面：
1.1 水泥
1.1.1由于普通水泥水化热较高，水泥在混凝土中，水化热不易散发，内部温度过高与混凝土表面产生较大的温度差，从而在混凝土表面形成一些裂缝。
1.1.2 水泥凝结或膨胀不正常，如水泥安定性不稳定，水泥中含有游离氧化钙或氧化镁。这些成分在和水化合后，会产生体积膨胀，出现裂缝。
1.2 粗骨料
1.2.1 粗骨料粒径不符合混凝土规范要求，级配不合理，造成每立方米混凝土中水泥用量增加，从而使水化热增加，混凝土和易性较差，增加了裂缝产生的可能性。
1.2.2 粗骨料中含有其它一些碱性矿物质，这种骨料一旦与碱性很强的水泥产生化学反应后，便生成有膨胀能力的碱——硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏，产生裂缝。
1.3 细骨粒
1.3.1 粉砂含泥量过大，采用这种粉砂配制的混凝土收缩较大，抗拉强度低，容易因塑性收缩而产生裂缝。
1.3.2 在浇筑混凝土时，特别是采用泵送混凝土时，为了满足泵送条件，增大混凝土的坍落度和流动性，从而使局部粗骨料少，砂浆多的现象，造成混凝土脱水干缩时产生表面裂缝。
2、施工质量方面。
2.1 混凝土浇筑完毕后，表面过分抹干压光，因而使细骨料过多地浮到表面，形成含水量较大的水泥浆层，水泥浆中的游离氢氧化钙，与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙引起混凝土表面碳水化收缩，导致混凝土表面龟裂。
2.2 混凝土在施工过程中过分振捣，造成粗骨料大量沉降挤出水分、空气。从而使混凝土表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面呈现出砂浆层，它比下层的混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝。
2.3、模板、垫层在混凝土浇筑之前洒水湿润不够，过于干燥，则模板吸水量大，引起混凝土的缩性收缩产生裂缝。
2.4、混凝土浇筑过程中，施工工艺不当，在钢筋混凝土中混凝土保护层过大。片面追赶工期，过早拆模以及在混凝土浇筑完毕后不足24小时的养护时间，就忙着进行钢筋绑扎，材料吊运等施工活动，造成混凝土强度未达到规范要求时，便受到冲击振动荷载的作用，而引起不规则的受力裂缝。并且这些裂缝一旦形成，便难以闭合，形成永久性裂缝。
2.5、混凝土的收缩（温度裂缝），混凝土在硬件化初期，主要是由于水泥的水化作用产生水化热现象，从而造成混凝土出现内外温差，由于混凝土是热的不良导体，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，在混凝土的凝结初期，这种温差易在混凝土的表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉极限强度时，混凝土的表面就会产生裂缝。
3、设计方面
3.1 地基的不均匀沉降，由于地基的不均匀沉降，往往会造成一些现浇板和墙面的裂缝，而对于一些地质情况较为复杂的地基，要想保证地基的绝对沉降均匀，则是相当不容易的。
3.2 由于荷载作用引起的裂缝，如果设计人员在进行现浇板的配筋计算过程中，只根据其承载能力来确定配筯量，一旦忽略了对板在正常使用阶段由其承受的荷载而引起的挠度及裂缝宽度的验算，由此亦将引起裂缝的产生。这些裂缝有时还会超过规范的最大允许值。
3.3 在房屋结构的体型突变位置未设置必要的伸缩缝。特别是房屋长度过长。平面布局凹凸较多，即转角多，这些转角处由于应力集中形成薄弱部位。一旦受到混凝土收缩及温差变化极易产生裂缝。
二、混凝土裂缝的预防措施
1、混凝土原材料质量方面
1.1 尽可能地采用早期水化热较低的水泥，在不影响水泥活性的情况下，尽量使水泥的细度适当减少，以减少水化热的放热速率，同时严格对水泥进行安定性检验。
1.2 对粗骨料要选用粒径适当，级配良好，不含有害矿物质的石子配制混凝土。
1.3 细骨料宜采用配良好的中粗砂，因其孔隙率小，总表面积小，这样混凝土的用水量和水泥用就可减少，水化热就低，裂缝就会减少，另一方面要严格控制砂子的含泥量，含泥量越大，收缩变形就越大，裂缝就越严重，同时还会降低混凝土强度。因此，细骨料尽量用干净的中粗砂。
1.4、采取严把原材料进货关，认真地对进场的粗、细骨料进行检验。同时，严格控制混凝土施工配合比，根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土的和易性要求确定配合比，严格控制水和水泥用量，选择级配合理的粗细骨料，减小空隙率和砂率以减少收缩量，提高混凝土的抗裂强度。
2、施工质量方面
2.1 在混凝土浇筑之前，必须先将模板和基层浇水充分湿润，在混凝土的振捣过程中，要做到既振捣密实、充分，又要避免振捣过度。
2.2 混凝土在拌制过程中，计量要准确，严格控制混凝土坍落度。
2.3 加强对混凝土的养护特别是早期的妥善养护，可以避免混凝土表面脱水并大量减少混凝土初期伸缩裂缝的发生。防止强风和烈日曝晒。尽量避开在太阳辐射较高时间段浇筑混凝土，降低混凝土的入模温度，对于混凝土板面应及时用材料覆盖、保温、认真养护。
2.4 严格施工操作程序，不盲目赶工，杜绝过早上传荷载和过早拆模。
3、设计方面
3.1 对于地基的不均匀沉降，可以通过调整基础的选型来对楼房沉降和沉降差进行控制，如采用深基础及桩基础等方式以减少这类裂缝的发生。
3.2 对于现浇板，尽可能在板角设置辐射筋，现浇板的四周虽已配置负筋，但针对绝大多数板裂缝产生于板角这一现象，配置辐射筋，使产生裂缝的应力作用方向与辐射筋相一致，从而使其能有效地抑制裂缝的产生。
3.3 在房屋的平面布局上尽量减少凹凸现象和设置必要的伸缩缝，如果平面转角过多，则薄弱部位越多，而这些部位由于应力集中往往是裂缝的多发区。
三、加强后期养护
养护是一项十分关键的工作，养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的具体情况，应尽可能多养护一段时间，拆模后立即回土或覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。养护用水的温度应与现场测的的混凝土表面温度接近，一面认为造成混凝土表面产生温度梯度，进而出现裂缝。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行控制在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：①混凝土的中心温度与表面之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25℃～30℃。②混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温。③采用内部降温法来降低混凝土内外温差。④保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯木、湿砂等），在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。⑤混凝土表层布设抗裂钢筋网片，增强混凝土的抗裂性，防止混凝土收缩时产生干裂。
结束语
综上所述，混凝土裂缝的出现，轻则影响建筑物的外观，重则危极到建筑物的安全，从而影响其使用功能。因此，对于混凝土裂缝要进行认真研究。区别对待，采用合理的施工方法进行处理，避免和减少混凝土裂缝的产生和发展。同时，采用正确的补救措施，以提高混凝土的使用性能和使用质量，在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物完全稳定的工作。