探析混凝土裂缝控制技术及预防措施

探析混凝土裂缝控制技术及预防措施

周哲

身份证号：460103198810061515，海南 海口 570100

摘要：混凝土强度等级的提高和泵送商品砼的使用，混凝土已逐渐向中、高强类型发展。不恰当使用外加剂，加之设计、施工等一些不良因素影响，使混凝土裂缝在工程中较普遍的出现。混凝土裂缝产生的原因对混凝土裂缝控制技术作相应阐述。

关键词：混凝土裂缝；控制技术；防范措施

一、前言

混凝土的主要成分为水泥、砂石骨料、其他外加材料以及水等，是一种非均质脆性材料。硬化的混凝土由于混凝土本身变形以及施工因素等会产生众多的微裂缝、微孔隙以及气穴等，有微裂缝的混凝土在受到温差以及荷载等作用时会不断的贯通，最终出现尺寸较大的裂缝，当裂缝尺寸过大超过一定限度时就会对建筑设施产生不良影响。

二、产生混凝土裂缝的原因

（一）水泥水化热

已硬化成型的混凝土受本身约束、变形以及施工等因素的影响，会产生一系列微裂缝气穴以及微孔隙，大体积混凝土在浇筑完成后短时间内会集中放出大量的热。大量的水化热集中在混凝土的内部，释放的速度较慢，导致混凝土内部和外部之间的温度梯度极大，内高外低的温度形式使混凝土在其内部产生压应力，表面部分产生拉应力。当其超过混凝土抗拉强度的极限时，拉应力就会使混凝土表面出现裂缝。这些裂缝在混凝土受到一定的温差、荷载等作用时会不断贯通成尺寸较大的裂缝。

（二）力学形变

力学变形如弹性形变等也会促使混凝土产生裂缝。施工过程中在未达到混凝土的规定强度时进行拆模或在未到混凝土的终凝时间过早上荷载等，这些做法都直接影响混凝土楼板的弹性变形，导致混凝土早期强度低甚至尚未产生强度的时就承受较大的拉应力、弯应力以及压应力，使混凝土裂缝的产生。

（三）温度变化

大体积混凝土结构对外界气温变化比较敏感。混凝土内部温度的主要成分为混凝土浇筑温度、结构的散热温度及水泥水化热的绝热温升等。施工区的外界气温直接影响混凝土的浇筑温度，混凝土的浇筑温度与外界气温是成正比的，外界气温高则对应的混凝土的浇筑温度也比较高；浇筑温度不是影响混凝土内部温度的唯一因素，外界温度过于降低则增加了使混凝土内外的温度梯度增大。混凝土的内外温度梯度增大到一定程度时会产生较大的温度应力，进而促使混凝土开裂现象的发生。

（四）湿度变化

大体积混凝土结构对外界的湿度变化也极为敏感，外界的湿度变化不仅能够通过影响温度变化而对混凝土裂缝产生影响，在外界湿度降低时也会致使混凝土的干缩进程加速，进而导致混凝土产生裂缝。

（五）混凝土配比不当

混凝土配比不当容易引起混凝土产生裂缝现象。实际施工过程中没有严格控制高强砼的水灰比比值在0.25-0.37之间的范围内，没有把普通砼的水灰比严格控制在0.6以内。在水泥水化过程中所需的结合水的量一般只占水泥重量四分之一左右，水灰比是决定混凝土强度的主要因素。水泥水化后所剩余的水分，以形成水泡或蒸发后形成气孔的形式降低混凝土抵抗荷载的实际有效断面。对混凝土进行受力分析可知，混凝土在荷载作用下可能引起应力集中在混凝土的孔隙周围，进而混凝土出现裂缝现象。

三、混凝土裂缝控制技术

建筑施工中强化混凝土结构设计、强化混凝土浇筑工艺、控制混凝土原料选择与配比以及加强施工养护等。

（一）强化混凝土结构设计

进行建筑项目设计时，选用的混凝土具有中、低强度即可，尽量避免高强度混凝土的使用；在承台表面依据相关规范适当增加分布钢筋用量，这种设计有助于实现对大体积混凝土的表面收缩裂缝的控制目的，尽管适当增加分布钢筋用量不能抑制混凝土表面出现裂缝的现象，但这种设计方法可以使得温度裂缝宽度的减小以及结构的整体性加强；若施工中如果允许对大体积混凝土设置相应的水平施工缝，则应依温度裂缝的实际情况对水平施工缝进行适当分块，并且对其设置适当的连接方式。

（二）强化混凝土浇筑工艺

混凝土施工中，应做到轻卸、轻放、分散就位，避免产生大的振动。依据建筑设计进行楼面模板以及楼层墙板的正常支模工作。对模板支撑架采取密立杆和横杆的措施，这种方法可以降低支撑架的变形程度，增加该施工区域的抗冲击荷载的能力。防止楼板产生裂缝，将旧木模或跳板铺筑在该施工区域新筑混凝土的表面，可以对混凝土表面加以保护并扩散其应力。

（三）控制混凝土原料选择与配比

1.混凝土配合比除应按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011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。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.宜采用引气剂或引气减水剂。

9.配合比设计，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，协助做好构件的养护工作。

（四）加强施工养护

1.制定养护方案，专人养护。

2.混凝土浇注完毕，混凝土凝结后须进行保温、保湿养护，尽量避免急剧变化、振动及外力扰动。

3.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，对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，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。

4.底版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。

5.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。

6.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，连续喷水养护时间符合5.6.3条规定；地下室外墙宜尽早回填土。

7.冬期施工不能向裸露部位的混凝土直接浇水养护，应用塑料薄膜和保温材料进行保温、保湿养护。保温材料的厚度应经热工计算确定。当混凝土外加剂对养护有特殊要求时，应严格按其要求进行养护。

（五）混凝土温度控制

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，严格控制现场坍落度、防风、及时观测气象，应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。尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热。改善混凝土的搅拌加工工艺，在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。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。               

四、结语

建筑施工中混凝土裂缝控制技术直接关系到建筑设施的质量，混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题。对混凝土耐久性研究的不断深入，材料科学的不断发展提高，混凝土裂缝控制技术也将进一步提升，能有效提高建筑工程项目的安全性，不断提高更安全可靠的建筑。