混凝土结构中出现裂缝比较普遍,裂缝的类型很多,产生的原因也很多。根据混凝土原料、配合比和施工现场的情况,结合外部环境条件的变化,分析并确定裂缝形成的原因、采取必要的技术措施在后续工程中避免或减少裂缝的出现。

混凝土在浇筑后的不同阶段产生不同的收缩变形。根据裂缝产生的时间,裂缝可分为混凝土硬化前的裂缝和硬化后的裂缝。硬化前的裂缝主要包括塑性阶段由于塑性收缩、沉降收缩弓引起的裂缝,由于模板位移、地基沉降引起起的裂缝,由于混凝土早期受冻引起的冻胀裂缝等。硬化后的裂缝主要包括由于混凝土干燥收缩、热变形体积变化引起的裂裂缝、早期荷载引起的裂缝等。在此,对常见的裂缝,特别是早期裂缝产生的原因及避免措施加以阐述。

1、塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝多发生在板一类的暴露面积大的混凝土结构中,在混凝土凝结硬化前已产生,一般在浇筑后几小时产生,裂缝长度在几十厘米至一米多,间距大多为几十厘米且分布不规则。这类裂缝开始深度一般为几厘米的表面裂缝,有约束的混凝土(如楼板)硬化后有可能继续发展,甚至形成危害较大的贯通裂缝。

塑性收缩裂缝是在混凝土浇筑之后凝结之前产生的,是因因为混凝土表面大量失水而产生的,如大风、太阳照射、未及时保湿养护等,在塑性裂缝的产生阶段,新浇筑混凝土的泌水率低于表面失水率。

为了防止新浇筑的混凝土出现塑性收缩裂缝,混凝土浇筑后应尽量避免阳光直射并采取必要的挡风和遮阳措施,选择恰当的时机进行二次抹面,及时进行混凝土表面保湿养护,如喷雾养护或覆盖塑料溥膜养护。应注意覆盖塑料薄膜不可过早,不要在混凝土泌水期覆盖,以免造成混凝土表面水灰比过大而产生其他问题。

2、塑性沉降收缩裂缝

混凝土的塑性沉降收缩裂缝是在混凝土凝结前发生在钢筋位置(钢筋顶或边上)或钢筋底部或梁板交接处的裂缝。沿钢筋走向出现的纵缝俗称“顺筋裂鏠”。“顺筋裂缝”是最常见的混凝土塑性沉降收缩裂缝,这类裂缝一般较深,易引起钢筋锈蚀,对结构的危害很大,应引起重视,需进行及时处理。

塑性沉降收缩裂缝是在施工过程中混凝土尚无任何强度时,由于新拌混凝土坍落度过大、离析泌水较重、振捣不充分、模板渗漏或松动,在早期沉降时,受到钢筋的阻碍等原因引起的。

预防混凝土塑性沉降收缩裂缝,首先要控制好新拌混凝土的工作性能,要求新拌混凝土坍落度适宜、和易性良好,减小泌水。同时在混凝土浇筑前应充分润湿模板,并避免有积水的存在。在混凝土的泵送与浇筑过程中,应合理振捣、避免过振、漏振,尤其要避免在施工现场为提高混凝土的流动性向混凝土中加水。

3、混凝土的温度裂缝

水泥的水化过程是一个放热反应,在混凝土浇筑后的硬化过程中必然伴随着大量水泥水化热的产生,如果这部分热量不能及时散失,便会引起混凝土自身温度的升高。特别是大体积混凝土浇筑之后,由于混凝土是热的不良导体,大体积混凝土芯部产生的水泥水化热不易散失,会使结构内部与外部产生较大温差,进而产生较大的温度应力。当产生的温度应力大于混凝土的抗拉强度时,便会产生裂缝,称之为温度裂缝。

大体积混凝土的温度裂缝一般同构件截面垂直。有时也会出现在位于构暖件表面或贯穿整个截面的现象,危害极大,应尽量避免。如果出现温度裂缝,要根据裂缝的深度和宽度进行处理。

预防大体积混凝土的温度裂缝,首先要对混凝土的原材料进行优化选择,如选择低水化热水泥以有效降低混凝土的绝热温升;同时应对大体积混凝土的配合比进行优化,如尽量降低单位体积混凝土中的水泥用量,适当增加掺合料的掺量等等;在混凝土的生产过程中,可采用骨料预冷等措施适当降低混凝土自身的温度；在施工过程中，可采用“跳仓”施工等措施，以降低单个混凝土构件的体积,进而降低混凝土的内部温度峰值,同时增设必要的构造钢筋;在大体积混凝土浇筑后,宜在混凝土表面采取必要的保温措施,以减小混凝土结构的内外温差和降温速率。必要情况下可在大体积混凝土中预埋冷却水管,通过冷却水的循环降温。

4、施工不当引起的裂缝

在混凝土施工过程中,施工措施不当也会引起严重裂缝。比较突出的行为如钢筋变形、在施工现场向混凝土中加水、过振、过早承重、养护不到位等不恰当的施工均会引起裂缝。钢筋配置不当或绑扎不牢固、施工过程中对钢筋未采取防护措施、混凝土浇筑过程中操作人员随意踩踏导致钢筋变形等,会引起混凝土结构出现裂缝。

   在施工现场向新拌混凝土中加水,不仅造成混凝土水胶比过大、强度下降,还易造成混凝土离析、泌水、堵管,导致混凝土凝结时间延长。同时易造成表层混凝土强度过低,出现起灰、起砂等质量问题,还会导致混凝土质量不均匀,结构的不同部位出现性能差异。另外,混凝土中的自由水过多易导致混凝土收缩过大,出现沉降裂缝的几率增大,严重影响施工质量。

混凝土施工过程中过度振捣,俗称“过振”,不仅会导致混凝土上下分层、局局部水灰比增大、结构均匀性变差,层间结合强度低,还会导致混凝土下层骨料富集、浆体流失量多,密实性差,混凝土上层浆体富集,收缩增大,易产生裂缝。混凝土浇筑后要达到一定强度需要一定时间。而施工单位为追求施工速度,往往会出现在混凝土强度很低时吊压重物、支撑拆除过早、预应力张拉失控等不当的施工行为,这些均会引起混凝土结构裂缝,严重影响结构质量。

混凝土浇筑后养护不到位,未在合适的时间同时采取必要的保温、保湿措施,混凝土无法处于良好的水化环境中,易导致混凝土出现干缩裂缝等。另外,负温条件下严禁在混凝土表面酒水,水冻结后不仅会容易导致混凝土出现表层裂缝,还会使混凝土表面的导热系数增大,增加混凝土冻伤的机率。由这些原因造成的裂缝必须进行认真处理。

5、混凝土早期开裂的原因分析和处理措施

钢筋混凝土结构或构件出现裂缝总会造成不良影响,有的裂缝破坏结构整体性、降低结构刚度,影响承载力,有的裂缝会引起钢筋锈蚀而降低耐久性,有的裂缝则出现渗漏而影响使用功能。针对混凝土易出现裂缝这一客观事实,应采取积极的防范措施,尽量避免裂缝的产生。分析裂缝产生的原因时,应详细调査清楚裂缝的形态、出现时间、部位、分布区域等,充分了解混凝土材料组成和特性、混凝土施工和养护情况以及混凝土结构早期受荷情况等,明确裂缝产生的主要原因。必要时对裂缝逐条测量实际宽度、长度和深度,了解混凝土的浇筑时间和裂缝出现及发展时间,以此判断裂缝的稳定性。在明确裂缝产生的原因后,要针对不同裂缝的产生原因,及时采取措施避免裂缝的发展。一旦出现裂缝,应根据其性质、形态、部位、大小、结构等级和受力状况加以区别治理。

（材料公司 刘磊 编辑 刘俊兵）