混凝土变形裂缝的分析及预防措施

李亚星

（山西中方森特建筑工程设计研究院，山西 太原 030002）

混凝土是一种由水泥、砂石骨料、水、孔隙及其他外加剂混合而成的抗压强度高、抗弯拉强度低、抗剪强度低的复核脆性材料。由于混凝土浇筑具有的流动性良好、强度高以及施工方法简便，在目前的建筑领域得到了广泛的应用和发展，尤其是在我国，不仅在生产数量上跃居世界前位，在高强度混凝土的研究生产方面也同样发展迅速。但是由于混凝土在浇筑和凝结的过程中受到诸多自身及外界因素的影响，致使后期成型的混凝土出现了许多缺陷，使相应的结构构件强度、承载力达不到设计要求，影响结构的正常使用寿命及外观造型。混凝土作为一种抗压强度为抗拉强度10倍的脆性材料，它的特征及缺点必然导致其抗裂性能差，当应力超过极限抗拉强度值时就形成了裂缝，然而这种裂缝是不可完全避免的，我们只有积极的预防和控制，以保证混凝土的设计强度和正常使用。

1 混凝土裂缝的原因

由干缩裂缝、塑性收缩裂缝、温度裂缝、化学反应裂缝、沉陷裂缝等变形引起的裂缝。这些裂缝是由于结构变形时，受到约束和限制而产生内应力，应力超过了极限值后产生裂缝，此时变形得到满足，内应力松弛。此类裂缝的特征是宽度大、内应力小，对混凝土结构的耐久性损失较大，相对于荷载的影响较小。

1.1 干缩裂缝

由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致的变形。通常出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混凝土收缩而产生的裂缝。收缩裂缝多发生在大体积混凝土中，梁、板、柱等小块体构件和预应力构件极少产生收缩裂缝。干缩裂缝会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀，影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会影响混凝土的承载力等。

1.2 塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩，产生的主要原因：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。

1.3 温度裂缝

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。由于混凝土的体积较大，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，这就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，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

1.4 化学反应裂缝

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救。

1.5 外部沉陷裂缝

外部沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板及支撑刚度不足，没有经过预压就浇筑混凝土，致使混凝土未达到设计强度前，结构为了适应支撑的变形而产生裂缝。随意拆除承重墙或其他非承重结构，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀引起裂缝。

2 混凝土裂缝预防及措施

（1）混凝土干缩主要原因和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。干缩裂缝可以进行预防，把影响控制在合理的范围内。主要预防措施：选用干缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，以降低水泥的用量；混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂；严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量；加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护；在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

（2）影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、环境温度、表面风速、相对湿度等。主要预防措施：选用干缩值较小、早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥；严格控制水灰比，掺加高效减水剂，减少水泥及水的用量；浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透；及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护；在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。

（3）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。提高水泥浆与骨料的黏结力，提高混凝土的抗裂性能。控制温度也可控制混凝土的裂缝产生：拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

（4）化学反应裂缝可以通过选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂，从根本上减少混凝土中总碱含量，预防碱骨料反应；选用碱活性小的砂石骨料；隔绝水和湿空气的来源，缓和碱骨料反应对工程的损害。

（5）沉陷收缩裂缝是由于混凝土坍落度较大，混凝土浇筑及捣固不好且钢筋净保护层较薄造成的。可以采取的预防措施有：当施工所需的坍落度较大时，混凝土必须保持良好的和易性，不能盲目变更水胶比致使混凝土流动性大，产生离析，增加混凝土沉陷收缩；混凝土浇筑时根据混凝土厚度及浇筑范围制定浇筑顺序和方法，指定专人进行混凝土捣固工作，严禁漏捣、过捣，混凝土初凝前必须进行二次复捣和二次抹压。对于保护层炭化、钢筋锈蚀裂缝的预防可采用透水性小的混凝土、适当增加钢筋保护层厚度可以减缓保护层炭化的速度和深度，同时在钢筋表层应用阻锈剂等方法可有效预防或延缓钢筋锈蚀产生的裂缝。

3 结束语

虽然裂缝发生的原因主要为以上所述，但是裂缝的形成往往不只是一种原因，一般裂缝的成因是由多种因素相互影响而形成的，只是不同的混凝土裂缝产生有其各自主要原因。只有分析裂缝发生的基本原因，才能对不同部位、不同性能的混凝土的裂缝进行有针对性的预防。采用合理的方法进行处理，并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，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

1 覃维祖.混凝土的收缩、开裂及其评价与防治[J].混凝土，2001（7）

2 康方中.浅谈现浇商品混凝土楼板变形裂缝的成因和防治[J].混凝土，2003（5）