摘要：钢筋凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题，所以钢筋混凝土的裂缝控制问题自然成为建筑工程中很重要的问题之一，现浇混凝土结构裂缝是公认的建筑施工中最难解决的问题之一，这些裂缝不仅影响建筑物的美观，而且影响建筑物的使用功能，大大降低了房屋结构的耐久性；破坏结构的整体性、降低其刚度；引起钢筋腐蚀。因此如何解决这种常见的混凝土裂缝，是设计者和施工者都不可忽视的问题，本文从设计、材料、配合比、施工现场养护等方面对混凝土工程中常见的一些裂缝的成因进行了分析探讨。针对混凝土裂缝产生的原因，在混凝土结构设计、混凝土材料选择、配合比优化、以及施工现场的养护等方面提出了控制裂缝发展的措施。
关键词：混凝土裂缝成因控制
1、裂缝的成因
裂缝产生的形式和种类很多，有设计及环境方面的原因，但更多的是施工过程的各种因素组合产生的，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因入手。正确判断和分析混凝土裂缝的成因是控制和减少混凝土结构裂缝产生的有效途径。裂缝原因是设计、施工、材料、环境及管理应用等多种因素相互影响而形成综合性问题，控制裂缝形成应从多方面进行。
1.1设计原因
（1）设计结构中的断面突变产生的应力集中而引起的构件裂缝。
（2）施加预应力不当，引起偏心应力过大造成构件的裂缝。
（3）混凝土结构少筋或超筋引起构件塑变裂缝。
（4）设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形，或者采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。
1.2材料原因
（1）粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配采取不恰当的间断级配，间接诱导裂缝的产生，骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。
（2）混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。
（3）水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。
（4）水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。
1.3混凝土水灰比设计原因
（1）混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥成分及用量、骨料的性质和用量、外加剂的用量、混凝土膨胀剂掺量选择不当等有关。
单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。
配合比设计砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。
（2）硬化混凝土在约束条件下的干缩是楼板产生裂缝的一个比较常见的原因。水泥的水化或混凝土中水分的蒸发会引起混凝土干缩。此外，楼板混凝土收缩也受到结构的另一部分（如混凝土梁、柱）的约束而引起拉应力，拉应力超过混凝土抗拉强度时混凝土将会产生裂缝，并且能够在比开裂应力小得多的应力作用下扩展延伸。
1.4施工及现场养护原因
（1）支撑沉陷裂缝，新浇混凝土楼板容易在模板、支撑变形的情况下产生裂缝。由于支撑的刚度不足或梁板支撑刚度差异较大，在荷载作用下变形沉陷，施工期间的过度震动使支撑刚度变异部位多次瞬间相对位移以及过早拆模等等都可能使混凝土在发展足够强度以支撑其自身重量之前产生裂缝。
（2）现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，混凝土拌和不均匀，搅拌时间不足或过长，拌和后到浇筑时间间隔过长，混凝土连续浇筑时间过长接茬处理不当，均会影响混凝土的密实性和均匀性，易使混凝土出现冷缝从而诱导裂缝的产生。
（3）现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。
（4）现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。
这些因素都会造成混凝土较大的收缩，产生龟裂裂缝或疏松裂缝，致使混凝土微观裂缝迅速扩展，形成宏观裂缝。养护是使混凝土正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，混凝土硬化正常，不会开裂，但只适用于试块或是工厂的预制件生产，现场施工中不可能拥有这种条件。但须注意到，现场混凝土养护越接近标准条件，混凝土开裂可能性就越小。
1.5化学反应引起的裂缝
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。
混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，由于混凝土体积较大，大量水化热聚积在混凝土内部不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，形成内外温差较大，温度反差造成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，使得混凝土表面产生温度裂缝。
1.6施工原因(外界因素)
受环境影响，混凝土在高温风力较大的环境施工时容易产生塑性收缩，塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。其产生的主要原因为：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。
此外，构筑物基础不均匀沉降，野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞，周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，都会对混凝土结构产生沉降裂缝有着重大的影响。
2、裂缝的控制措施
2.1混凝土配合比设计
（1）混凝土配合比除应按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定，根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性等进行配合比设计外，其配制的混凝土还应符合4.3.2-4.3.10的规定。
（2）干缩率。混凝土90d的干缩率易小于0.06%。
（3）坍落度。在满足施工要求的条件下，尽量采用较小的混凝土坍落度；基础、梁、楼板、屋面用的混凝土坍落度易小于120mm，柱、墙用的混凝土坍落度宜小于150mm；混凝土采用泵送时，高层建筑用的混凝土坍落度根据泵送高度宜控制在180mm左右，多层及高层建筑底部的混凝土坍落度宜控制在150mm。
（4）用水量。不宜大于170kg/m3。
（5）水泥用量。普通强度等级的混凝土宜为270-450千克每立方米，高强混凝土不宜大于550千克每立方米。
（6）水胶比。应采用适当较小的水胶比。混凝土水胶比不已大于0.60。
（7）砂率。在满足工作性要求的前提下，应采用较小的砂率。
（8）配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。
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2.2施工方面
2.2.1模板的安装及拆除
1）模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工程序、施工工具和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的自重、侧压力、施工过程中产生的荷载，以及上层机构施工时产生的荷载。
2）安装的模板须构造紧密、不漏浆、不渗水，不影响混凝土均匀性及强度发展，并能保证构件形状正确规整。
3）安装模板时，为确保保护层厚度，应准确配置混凝土垫块和钢筋定位器等。
4）模板及其支架的拆除顺序及相应的施工安全措施在制定施工技术方案时应考虑周全。拆除模板时，不应对楼层形成冲击荷载。拆除模板及支架应随拆随清运，不得对楼层形成局部过大的施工荷载。模板及其支架拆除时混凝土结构可能尚未形成设计要求的受力体系，必要时应加设临时支撑。
5）底模及其支架拆除时的混凝土强度应符合设计及相关规范要求。
6）后浇带模板的支架及拆除易被忽视，由此常造成结构缺陷，应予以特别注意，须严格按施工技术方案执行。
7）已拆除模板及其支架的结构，在混凝土强度达到设计要求的强度后，方可承受全部使用荷载；当施工荷载所产生的效应比使用荷载的效应更为不利时，必须经过核算并加设临时支撑。
2.2.2混凝土的运输
1）运输混凝土时，应能保持混凝土拌和物的均匀性，不应产生分层离析现象，运送容器应不漏浆，内壁关滑平整，具有防晒、防风、防雨雪、防寒设施，并宜快速运输。运送频率，应保证混凝土施工的连续性。
2）运输车在装料前应将车内残余混凝土及积水排尽。当需在卸料前补掺外加剂调整混凝土拌和物的工作性时，外加剂掺入后运输车应进行快速搅拌，搅拌时间应由实验确定。
3）运至浇捣地点混凝土的坍落应符合要求，当有离析时，应进行二次搅拌，搅拌时间应由实验确定。严禁向运输到浇筑地点的混凝土中任意加水。
4）由搅拌、运输到浇筑入模当气温不高于25℃时，持续时间不宜大于90min，当气温高于25℃时，持续时间不宜大于60min。当混凝土中掺加外加剂或采用快硬水泥时，持续时间应由实验确定。
2.2.3混凝土的浇筑
1）浇筑混凝土之前，将模板浇水均匀湿透。应检查模板及其支撑系统要有足够的刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。楼板模板支撑的间距要适宜，使楼板模板刚度与梁模板刚度不至于相差太大。在与施工井架相接的或施工运输频繁经过的楼板模板中适当加强模板支撑系统。
2）浇筑时要考虑结构的浇筑区域、构件类别、钢筋配置状况以及混凝土拌和物的品质，选用适当机具与浇筑方法。浇筑的混凝土要充填到钢筋、埋设物周围及模板内各角落，要振捣密实，不得漏振，也不得过振，更不得用振捣器拖赶混凝土，楼板浇筑时要在混凝土沉淀收缩基本完成后才开始楼板的最终抹面。板类混凝土面层浇筑完毕后，应在初凝前进行二次抹压。
3）在楼板的混凝土施工完成后，要等楼板混凝土有一定的强度后才进行下一道工序的施工。在混凝土终凝初期应避免施工荷载对楼板产生较大的震动。
4）对现场浇筑的混凝土要进行监控，运抵现场的混凝土坍落不能满足施工要求时，可采取经实验确认的可靠方法调整坍落度，严禁随意加水。
5）当楼板、梁、墙、柱一起浇筑时，应遵循先墙柱后梁板规则。当楼板与梁一起浇筑时，先浇筑梁，再浇筑楼板。
6）分层浇筑混凝土时，要注意使上下层混凝土一体化。应在下一层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕。在浇筑上层混凝土时，须将振捣器插入下一层混凝土5cm左右以便形成整体。
7）由于混凝土的泌水、骨料下沉，移产生塑性收缩裂缝，此时应对混凝土表面进行压实抹光；在浇筑混凝土时，如遇高温、太阳暴晒、大风天气，浇筑后应立即用塑料膜覆盖，避免发生混凝土表面硬结。
8）对大体积混凝土，应控制浇筑后的混凝土内部最高温度及其与表面的温差、混凝土表面与环境的温差，内部最高温度一般不高于70℃，内外温差不超过25℃，混凝土表面与环境差不超过15℃。
9）应按设计要求合理设置后浇带，后浇带混凝土的浇筑时间应符合设计要求，当无设计要求时，后浇带易在其两侧混凝土龄期45天后再行浇筑，且应加强该处混凝土的养护工作。
10）施工缝初浇筑混凝土前，应将接茬处剔凿干净，浇水湿润，并在接茬处铺水泥砂浆或涂混凝土界面剂，保证施工缝结合良好。
2.2.4混凝土的养护
1）混凝土浇注完毕，在混凝土凝结后即须进行妥善的保温、保湿养护，尽量避免急剧变化、振动以及外力的扰动。
2）浇筑后采用覆盖、晒水、喷雾或用薄膜保湿等养护措施；保温、保湿养护时间，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或抗渗要求的混凝土，不得少于14d。
3）底板和楼板等平面结构构件，混凝土浇筑收浆和抹压后，用塑料薄膜覆盖，防止表面水份蒸发，混凝土硬化至可上人时，可揭去塑料薄膜，铺上麻袋或草帘，用水浇透，有条件时尽量蓄水养护。
4）截面较大的柱子，宜用湿麻袋围裹喷水养护，或用塑料膜围裹自生养护，也可涂刷养护液。
5）墙体混凝土浇筑完毕，混凝土达到一定强度（1-3d）后，必须时应及时松动两侧模板，离缝约3-5mm,在墙体顶部架设淋水管，喷淋养护。拆除模板后，应在墙两侧挂麻袋或草帘等覆盖物，避免阳光直照墙面。
2.3环境方面
注意施工的季节，环境的温湿度及气象变化对混凝土变形性能的影响，应当尽可能在较低的温度环境中开始浇灌混凝土，中间特别注意急剧降温、急剧干燥对混凝土的不利影响。注意暴雨中不能浇灌混凝土。
热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热或采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。
如果是大体积混凝土，因为温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，所以在混凝土中埋设水管，通入冷水降温，减小混凝土的内外温差，减小约束。拌合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，浇筑混凝土时，预留温度收缩缝。
3、结论
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，影响建筑物的使用功能，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，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，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。
结束语
综上所述，对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题，需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信混凝土裂缝问题将会逐渐得以圆满地解决。
参考文献：
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论文作者:李琼波
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/8
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 楼板论文; 模板论文; 荷载论文; 强度论文; 应力论文; 《防护工程》2018年第30期论文;