淺談混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施

潘明智

[摘 要]：最近幾年來(lái)，混凝土的預(yù)拌在不斷地發(fā)展和應(yīng)用，并且在很大程度上保證了工程施工的質(zhì)量。但是混凝土的質(zhì)量問(wèn)題在施工過(guò)程中也是非常重要的，特別是混凝土的裂縫方面的預(yù)防和治理方面。本文就混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施進(jìn)行分析。

[關(guān)鍵詞]：混凝土 ?裂縫類型 ?產(chǎn)生原因 ?防治措施

一、混凝土的收縮和變形縫的類型

（一）塑性收縮縫。主要是混凝土在水化過(guò)程中，出現(xiàn)泌水和水份蒸發(fā)現(xiàn)象，引起失水收縮?；炷翉?qiáng)度隨著硬化逐漸增強(qiáng)，同樣混凝土的抗拉應(yīng)力也在增長(zhǎng)。 ?（二）硬化收縮縫?；炷猎谒步Y(jié)過(guò)程中，由于水泥顆粒不斷水化，毛細(xì)管及各孔隙游離水逐漸與水泥礦物質(zhì)水化，轉(zhuǎn)化為凝膠及結(jié)晶形成水泥石，體積略有收縮，亦稱自生收縮。并且溫度越高，水泥的使用量越多，攪拌地越細(xì)，收縮就會(huì)越大。

（三）失水收縮縫。混凝土中存在極細(xì)的孔隙（毛細(xì)管），水從毛細(xì)管中溢出，造成干縮。既混凝土內(nèi)的水分不斷蒸發(fā)，混凝土失水引起顯著的體積收縮。

（四）碳化收縮縫。大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形稱為碳化收縮。碳化收縮只有在濕度50%左右才能發(fā)生，且隨二氧化碳濃度的增加而加快。混凝土中的Ca（OH）2和CO2發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生CaCO3，使混凝土溶液里面的堿度開(kāi)始下降，產(chǎn)生了表面上的收縮。

（五）溫度裂縫。主要是建筑項(xiàng)目施工較大體積混凝土構(gòu)件，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的截面積比較大，使用的水泥也比較多，水泥被稀釋后得到的熱量會(huì)出現(xiàn)較大的溫度轉(zhuǎn)變與收縮，混凝土里面熱度會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部和外面的溫度差異，這樣產(chǎn)生的溫度收縮力是造成較大體積的混凝土出現(xiàn)裂縫的重要因素。

二、混凝土出現(xiàn)裂縫的原因

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，主要有以下幾點(diǎn)：一是原材料質(zhì)量與混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)不相符?；炷两Y(jié)構(gòu)體是由水泥、細(xì)骨料、石子，以一定比例攪拌而成的，在攪拌缺乏充分性或水灰比缺乏合理性的情況下，混凝土結(jié)構(gòu)體就可能出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

（一）材料構(gòu)成的影響

1、水泥

（1）從材料的選擇上來(lái)判斷選用的水泥，對(duì)于不同的水泥會(huì)有不同的使用效果，想要達(dá)到預(yù)防混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的問(wèn)題，可以參考以下措施：（1）在對(duì)水泥進(jìn)行選擇的時(shí)候，值得注意的是要選擇水化熱這個(gè)值比較小的，因?yàn)樗俣瓤旌退療岽?，?duì)混凝土抗裂性能影響非常有害。（2）選擇水泥中C3A/C4AF比和Na2O和K2O含量比較少的。（3）根據(jù)相關(guān)規(guī)定要求，對(duì)攪拌混凝土中的水灰比這個(gè)值控制，還要多添加一些高效減水劑，減少水泥和水的用量。（4）在混凝土澆筑之前，一定要用水把基層和模板的水泥進(jìn)行濕潤(rùn)處理。（5）及時(shí)做到保護(hù)休養(yǎng)工作，防止高溫輻射帶來(lái)的影響。因此要對(duì)其采取遮陽(yáng)防護(hù)措施，保證模板有一定的濕潤(rùn)度，一是能夠使水泥的用量變少，二來(lái)能夠抑制堿骨料反應(yīng)。

（2）水泥中所含的堿度是比較多的，并且攪拌地越細(xì)，它的收縮就會(huì)越大。因此，水泥所含的堿量最好不要超出0.6%，應(yīng)根據(jù)使用要求選擇細(xì)度比較合適的水泥。

2、骨料

（1）粗骨料對(duì)混凝土裂縫的影響。（一）混凝土的組成部分包括水泥、碎石，因此當(dāng)水泥、碎石的體積發(fā)生變化的時(shí)候，那么一定會(huì)引起混凝土的收縮，粗骨料在混凝土中對(duì)水泥、碎石的體積變化有著牽制的作用，能夠有效抵抗收縮。（二）相比之下粗骨料的巖石種類對(duì)混凝土彈性模量相對(duì)處于較高狀態(tài)，那么它的干縮性是比較小的;（三）如果骨料中含有具有活性的活潑氧化硅這種物質(zhì)時(shí)，很容易發(fā)生堿骨料反應(yīng)，從而導(dǎo)致混凝土發(fā)生膨脹裂縫。

（2）細(xì)骨料對(duì)混凝土裂縫的影響。細(xì)骨料與粗骨料是兩種相對(duì)立的材質(zhì)，所以對(duì)混凝土裂縫的形成也是相反的，由于細(xì)骨料的等級(jí)配置、細(xì)度模數(shù)、含有泥沙量、表面性狀及含有砂石比例等這些成分對(duì)能夠引起混凝土的自身屬性的變化，也就會(huì)直接或間接導(dǎo)致混凝土體積發(fā)生變化，混凝土收縮性功能，混凝土約束裂縫的能力發(fā)生改變，致使膨脹時(shí)和塑態(tài)時(shí)易產(chǎn)生的裂縫發(fā)生變化。

3、外加劑

第一減水劑作用。（1）在減少單位用水量，保持混凝土坍落度相等的時(shí)候，在混凝土中添加普通減水劑后，相比單位條件下就可以減少5～10%的用水量，高效減少劑添加后單位用水量可以減少10-20%，可以在很大程度上使干縮裂縫變少。（2）降低混凝土水灰比。在混凝土坍落度一樣的條件下，粗骨料用量增加將導(dǎo)致混凝土彈性模量有一定的增多，因而能夠增強(qiáng)混凝土抵抗收縮能力。（3）緩凝減水劑的加入能夠使水化過(guò)程中散發(fā)出來(lái)的熱量的速度變慢，水化熱降低，減緩最高峰值及早出現(xiàn)，會(huì)使溫度應(yīng)力減小，混凝土抗裂能力將會(huì)提高。

（二）施工的環(huán)境

1、在溫度比較高的季節(jié)進(jìn)行施工，運(yùn)送的水泥、砂石的溫度就會(huì)升高，那么攪拌的混凝土在進(jìn)入模具時(shí)的溫度就會(huì)升高，混凝土構(gòu)件通常會(huì)由于里外溫度的差異太大，所以在凝結(jié)的初期就產(chǎn)生了溫度上的裂縫。

2、氣象因素也同樣會(huì)促使混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。根據(jù)資料分析，當(dāng)風(fēng)的速度為16米/秒的時(shí)候，混凝土里的水量的蒸發(fā)速度是沒(méi)有風(fēng)的四倍。環(huán)境濕度也有一定影響。

（三）混凝土的配合比

1、水灰比

水灰比越大，干縮越大，一般高強(qiáng)混凝土的水灰比較小，對(duì)后期干縮有利，但由于水泥漿量或膠凝材料較多以及高效減水劑的作用，比中低強(qiáng)度混凝土收縮大，而且隨著強(qiáng)度提高拉壓比降低。

2、砂率

砂率值是依照混凝土拌合物的坍落度、粘聚性以及含水性進(jìn)行設(shè)定。

3、外加劑

用量在混凝土配制環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，在節(jié)省水泥用量、優(yōu)化混凝土強(qiáng)度與性能等方面均體現(xiàn)巨大優(yōu)越性

（四）施工的影響

1、混凝土在進(jìn)行了澆筑和振搗之后，粗骨料就會(huì)沉淀，被擠出的水和空氣的外面都表現(xiàn)出了泌水所形成的體積的縮減的沉淀，導(dǎo)致表面的砂漿層比混凝土的干縮的可能性還要大，等到水蒸發(fā)了之后，就非常容易產(chǎn)生凝縮的裂縫。

2、施工現(xiàn)場(chǎng)的養(yǎng)護(hù)是非常關(guān)鍵的，混凝土在進(jìn)行了澆筑之后如果沒(méi)有進(jìn)行覆蓋和澆水等一些養(yǎng)護(hù)的措施，那么表面的水就會(huì)快速地蒸發(fā)掉，這樣就非常容易出現(xiàn)裂縫。

三、混凝土裂縫的防治對(duì)策

（一）合理地選擇施工材料

1、水泥（膠結(jié)料） ?應(yīng)該選擇含堿量為0.4%-0.6%之間的，通常都會(huì)選用硅酸鹽水泥，體積比較大的混凝土適合使用低熱性的水泥。

2、粗骨料（石料） ?其最大粒徑不應(yīng)超過(guò)鋼筋凈距的2/3、構(gòu)件斷面最小邊長(zhǎng)的1/4、素混凝土板厚的1/2。對(duì)少筋或無(wú)筋的混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用較大粒徑骨料。其次要注意粒徑級(jí)配：當(dāng)最大粒徑40mm時(shí)，分成D20、D40兩級(jí);當(dāng)最大粒徑80mm時(shí)，分成D20、D40、D80三級(jí);當(dāng)最大粒徑150（120）mm時(shí)，分成D20、D40、D80、D150（120）四級(jí)。粗骨料表面應(yīng)清潔，裹粉、裹泥等應(yīng)清楚。

3、細(xì)骨料（砂） ?細(xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔級(jí)配良好;人工砂細(xì)度模數(shù)宜在2.4～2.8范圍內(nèi)，天然砂細(xì)度模數(shù)宜在2.2～3.0范圍內(nèi)。使用山砂、粗砂、特細(xì)砂應(yīng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)論證。同時(shí)應(yīng)控制好砂的含泥量。

（二）混凝土配合比的明確

如果原材料已確定，混凝土的配合比就會(huì)對(duì)混凝土的收縮影響很大，主要是一定單位水的用量、使用水泥的量等。

（三）控制施工的質(zhì)量

1、當(dāng)混凝土通過(guò)振搗器進(jìn)行振搗的時(shí)候，振搗棒不能夠碰到鋼筋與模板，每個(gè)點(diǎn)要振搗5～15秒。

2、減少混凝土的溫度差異?？梢允褂脺囟缺容^低的地下水來(lái)進(jìn)行混凝土的攪拌，或者是在攪拌混凝土的時(shí)候加入冰塊，并對(duì)骨料實(shí)施遮陽(yáng)等一些降溫的方式，在運(yùn)送和澆筑的時(shí)候也要采取降溫的措施。

3、強(qiáng)化對(duì)溫度的控制。不同的厚度和部位都有測(cè)溫的小孔?？梢圆扇囟扔?jì)的監(jiān)控的方式對(duì)各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，以便能夠及時(shí)地了解到混凝土內(nèi)部的溫度所產(chǎn)生的變化，

（四）對(duì)混凝土的裂縫的處理

1、初期的裂縫可以在凝結(jié)之前進(jìn)行拍打達(dá)到愈合，如果不愈合，可以采用膨脹劑，與水泥的混合比例是2：8，然后混合成泥漿涂抹在裂縫上。

2、結(jié)構(gòu)裂縫在進(jìn)行結(jié)構(gòu)表面清理的時(shí)候，可以采用水泥和砂漿并加入防水添加劑、膨脹劑，主要是為了預(yù)防滲漏與鋼筋的腐蝕、生銹，比較深的裂縫可以采用壓力注漿的方式進(jìn)行處理。