水泥混凝土裂縫成因與控制

是建筑工程中較為普遍存在的問題，筆者根據(jù)施工實際情況，就其形成原因與控制談一些看法。

一、裂縫產(chǎn)生的形式和種類

(一)設計原因

1、設計結構中斷面突變，導致應力集中所產(chǎn)生的構件裂縫。

2、設計中對構件施加預應力不當，造成構件的裂縫(偏心、應力過大等)。

3、設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫(如墻板、樓板)。

4、設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形。

(二)材料原因

1、粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當?shù)拈g斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導裂縫的產(chǎn)生。

2、混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當，嚴重增加混凝土收縮。

3、水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大，粉煤灰及礬土水泥收縮值較小，快硬水泥收縮大。

4、水泥等級及混凝土強度等級原因：水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大?；炷猎O計強度等級越高，混凝土脆性越大，越易開裂。

(三)混凝土配合比原因

1、設計中水泥等級或品種選用不當。

2、配合比中水灰比(水膠比)過大。

3、單方水泥用量越大、用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。

4、配合比設計中砂率、水灰比選擇不當造成混凝土和易性偏差，導致混凝土離淅、泌水、保水性不良，增加收縮值。

5、配合比設計中混凝土膨脹劑摻量選擇不當。

(四)施工及現(xiàn)場養(yǎng)護原因

1、現(xiàn)場澆搗混凝土時，振搗或插入不當，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導裂縫的產(chǎn)生。

2、對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。

3、大體積混凝土澆注，對水化計算不準、現(xiàn)場混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

4、現(xiàn)場養(yǎng)護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

二、裂縫的控制措施

(一)設計方面

1、在建筑設計中應處理好構件中“抗”與“放”的關系。所謂“抗”就是處于約束狀態(tài)下的結構，沒有足夠的變形余地時，為防止裂縫所采取的有力措施；而所謂“放”就是結構完全處于自由變形無約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時所采取的措施。

2、設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。

3、積極采用補償收縮混凝土技術。常見混凝土裂縫中，相當部分是由于混凝土收縮而造成的。要解決此問題，可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮。實踐證明，效果很好。

4、重視對構造鋼筋的認識。在結構設計中，設計人員應重視對于構造鋼筋的配置，特別是樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋直徑和數(shù)量的選擇。

(二)

選材和配合比設計方面

1、根據(jù)結構要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早強高的水泥。

2、選用級配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應符合規(guī)范要求。

3、積極采用摻合料和混凝土外加劑。

4、正確掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法。對膨脹劑應充分考慮不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量。

5、配合比設計人員應深入施工現(xiàn)場，依據(jù)施工現(xiàn)場的澆搗工藝、操作水平、構件截面等情況，合理選擇好混凝土的設計坍落度，針對現(xiàn)場的砂、石原材料質量情況及時調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場搞好構件的養(yǎng)護工作。

(三)施工操作方面

1、澆搗工作：澆搗時，振搗捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，避免過振或漏振，應提倡采用二次振搗、二次抹面技術，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。

2、混凝土養(yǎng)護：混凝土裂縫防治工作中，新澆混凝土早期養(yǎng)護尤為重要，可保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。

3、混凝土的降溫和保溫工作：對于厚大體積混凝土，施工時應充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施(埋設散熱孔、通水排熱等)，避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。澆搗成型后，應采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進行養(yǎng)護，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。

4、避免在雨中或大風中澆灌混凝土。

5、夏季應注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫入模、低溫養(yǎng)護，必要時經(jīng)試驗可采用冰塊，以降低混凝土原材料的溫度。

淺議水工混凝土裂縫的預防與處理摘要：

混凝土的裂縫問題是一個普遍存在而又難于解決的工程實際問題，本文對混凝土工程中常見的一些裂縫問題進行了探討分析，并針對具體情況提出了一些預防、處理措施。關鍵詞：

混凝土

裂縫

預防

處理1、概述

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質的多項復合脆性材料。由于混凝土施工和本身變形和約束等一系列問題，使混凝土產(chǎn)生裂縫，微裂縫通常是一種無害裂縫，對混凝土結構的承重、防滲及其他功能不產(chǎn)生危害。但是受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會不斷的擴展和連通，最終形成我們?nèi)庋劭梢姷暮暧^裂縫，這些裂縫已成為水利工程中常見的工程病害，輕者使混凝土內(nèi)部的鋼筋材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土結構的承載力、耐久性、使用價值等。嚴重的將直接威脅到人民的生命、財產(chǎn)安全。因此對混凝土裂縫的控制已成為水利工程建設引起高度重視的問題之一

。

近代科學研究和大量的混凝土工程實踐證明，在混凝土工程中裂縫問題是不可避免的，在一定的范圍內(nèi)也是可以接受的，只是要采取有效的措施將其危害程度控制在一定的范圍之內(nèi)，對水工建筑物安全是不會產(chǎn)生不良影響的。鋼筋混凝土規(guī)范也明確規(guī)定[1]：有些結構在所處的不同條件下，允許存在一定寬度的裂縫。但在施工中應盡量采取有效措施控制裂縫產(chǎn)生，使結構盡可能不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，尤其要盡量避免有害裂縫的出現(xiàn)，從而確保工程質量。

迄今為止，在設計時幾乎所有的混凝土都允許一定范圍內(nèi)開裂，從結構設計的安全性方面講，這是沒有問題的。但問題的關鍵在于一旦出現(xiàn)裂縫，在各種外力的作用下，尤其是水下結構，在高水頭的水壓力以及侵蝕性媒介對裂縫的破壞性作用，可能會造成結構設計允許開裂的裂縫進一步擴張和蔓延。比如：前蘇聯(lián)修建的克拉斯諾雅爾期克大壩，靠底孔邊墻原來發(fā)現(xiàn)220條表面縫，但在外界環(huán)境作用下，短短5年時間后，10%的表面縫發(fā)展成為貫穿性裂縫。這樣的例子并不少見，因此，今后的設計除考慮結構外，還應該充分考慮環(huán)境因素的長期持久作用。

2水工混凝土裂縫產(chǎn)生的因素

按裂縫產(chǎn)生的原因劃分有：由外荷載（包括施工和使用階段的靜荷載、動荷載）引起的裂縫；由變形（包括溫度、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、堆放、運輸、吊裝等）引起的裂縫。

按裂縫的方向、形狀劃分有：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。

按裂縫深度劃分有：貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。

水工建筑物產(chǎn)生裂縫因素有以下幾種：

a、大體積混凝土水化時產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導致混凝土內(nèi)外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。

b、混凝土在硬化的過程中，由于干縮引起的體積變形受到約束時產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至會貫穿整個構件。

c、在厚度較大的構件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂縫。

d、當有約束時，混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮，因為受約束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應力，由于混凝土抗拉強度低，容易被溫度引起的拉應力拉裂，從而產(chǎn)生溫度裂縫。由于太陽暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見的現(xiàn)象。

e、混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質與活性骨料中活性氧化硅等起反應，析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質中吸水膨漲，體積增大三倍，從而使混凝土漲裂產(chǎn)生裂縫。

f、在炎熱的大風天氣，混凝土表面蒸發(fā)較過快，造成混凝土內(nèi)部水化熱過高，在混凝土澆筑數(shù)小時仍處于塑性狀態(tài)，易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。

g、構件超載產(chǎn)生的裂縫，例如：構件在超出設計的均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，出現(xiàn)垂直于構件縱軸的裂縫，構件在較大剪力作用下，產(chǎn)生斜裂縫，并向上、下延伸。

h、當結構的基礎出現(xiàn)不均勻沉陷，就有可能會產(chǎn)生裂縫，隨著沉陷的進一步發(fā)展，裂縫會進一步擴大。

i

、當鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中，例如：侵蝕性水，由于混凝土保護層厚度有限，特別是當混凝土密實性不良，環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧會使混凝土中的鋼筋生銹，生成氧化鐵，氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多，鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。

3、水工混凝土裂縫的防止措施

a、設計單位應該提出混凝土施工溫度控制的具體要求和混凝土養(yǎng)護的基本要求，控制外加劑的品種和摻量，確?；炷潦湛s與膨脹相抵消；按《規(guī)范》要求設置必要的變形縫。

b、混凝土配合比設計時，在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能的降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設計準則，生產(chǎn)出“高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值”的抗裂混凝土。施工時要嚴格控制混凝土配合比，計量要準確，坍落度抽檢工作要加強，不能流于形式。

c、混凝土振搗要密實，拆模后要掛草簾或鋪草澆水養(yǎng)護保濕。新澆筑的混凝土就象剛剛出生的嬰兒，需要體貼關心和愛護?；炷恋酿B(yǎng)護不僅對防止早期表面裂縫顯得重要，它對混凝土后期強度的發(fā)展、混凝土的進一步成熟和耐久性等也同樣重要，在過去許多工程的施工和管理中對養(yǎng)護的重要性沒有充分的認識。

d、施工過程中應經(jīng)常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實情況