第一篇：墻板結構施工中裂縫的控制措施

墻板結構施工中裂縫的控

制措施

【摘要】本文論述了墻板結構裂縫的產生機理，并提出了預防該裂縫的措施。

【關鍵詞】墻板結構；裂縫；控制【Abstract】The article discussed mechanism of wall structure, cracks, and proposed measures to prevent the cracks.【Key words】Wall structure;Crack;Control

1.引言

隨著建筑技術的 發展，建筑物的高度越來越高，對于一般的高層建筑，在設計中普遍采用現澆剪力墻結構設計，并使用大流動度的泵送混凝土澆注施工。眾所周知，預拌混凝土技術的發展極大地方便了高層建筑施工的要求。泵送混凝土無論從其原材料到其工作性能都與普通混凝土有很大的區別，預拌混凝土快速發展的同時也帶來一個問題-結構裂縫，在施工過程中結構的裂縫經常成為一項重要的因素進行

考慮。

混凝土結構的裂縫是難以避免的，在工程實際中更多的是對混凝土進行有效的控制，使其裂縫寬度限制在允許的范圍內，不至于對工程的結構安全及使用造成影響。相對于梁板結構而言，墻板結構中發生裂縫的可能比前者要少得多，但在建筑施工中墻體裂縫同樣應得到重視，如果發生裂縫，會導致建筑物發生滲漏或影響結構物的整體性能及抗震性能，并可能使居民造成不安全心理，所以對于墻板結構的裂縫也應引起足夠的重視。

2.墻板裂縫的產生原因

眾所周知，由于墻體混凝土相對梁板部位混凝土的暴露面積要小，水分蒸發的速度相對要緩慢得多，所以因養護等原因而引起的裂縫較少，墻板結構發生的裂縫主要有：溫度裂縫、收縮裂縫、分層縫、冷縫等。

在剪力墻結構中，墻板往往很長。而且結構復雜，由于水泥水化所產生的水化熱在結構中產生的溫度應力很可觀，同時過長的墻板結構容易引起較大的收縮，這些因素都會使墻板產生裂縫。

對于混凝土材料，不受限制的收縮（自由收縮）不會引起開裂，受到限制的收縮（限制收縮）達到一定值時就會引起開裂。引起墻板裂縫的主要因素是收縮、水化熱及降溫引起的拉應力。混凝土由于溫度變化，發生體積變形、膨脹或收縮，當這種體積變化受到約束時，就會產生內應力，這種應力超過了混凝土的抗拉強度，就會引起混凝土開裂。

3.控制措施

3.1原材料控制。由于在剪力墻中配筋很多、很密，為了保證混凝土在結構中的最緊密填充，應當控制石子的最大粒徑和粗細集料級配。如石子粒徑較大，石子容易卡在鋼筋中間，或鋼筋與模板之間。由于砂漿的收縮比混凝土的收縮大，從而導致在拆模后一段時間在鋼筋的下方會產生裂縫。

砂石料的含泥量必須嚴格控制，當砂石料含泥量超過規定，不僅增加了混凝土的收縮，同時又降低了混凝土的抗拉強度，容易引起裂縫。

由于墻板結構施工中的水化熱及收縮很可觀，所以應盡可能選用低水化熱、低收縮的水泥。一些施工單位為了追求

較快的施工進度，盲目使用高早強水泥，但是高早強，必然導致高收縮及水化熱峰的提前出現，這對控制墻板裂縫是很不利的。

3.2施工組織控制。對于±0.000m以上的墻體，出現裂縫的可能是較小的，容易出現的裂縫是冷縫和分層縫。這些都是由于施工組織不合理造成的。在施工中應防止側模的偏移，開始澆注時應加強對墻根部的振搗，以防止產生爛根現象。混凝土的運輸應均勻連續，防止產生冷縫或施工縫。

采用 科學 合理的施工組織設計，根據混凝土的凝結時間對混凝土的澆注施工及混凝土攪拌站的混凝土供應做合理的協調，使上層混凝土在下層混凝土澆注后3-5h內澆筑（不是控制在下層混凝土的初凝之前）。混凝土的初凝時間并不是混凝土不致出現冷縫的終凝時間，實際上在此時澆注混凝土，上下層混凝土的結合已經很弱，如在混凝土接近初凝之時，對混凝土進行振動，同樣也會在新舊混凝土之間形成一層薄弱層，影響結構的整體性，形成冷縫。

為防止產生分層縫，在澆筑上層混凝土時，搗棒應插入下層混凝土5-10cm，以利于兩層混凝土充分結合。同樣，分層縫的出現也將使混凝土的整體性能降低。

對于箱型基礎中底板上長墻的裂縫往往是難以避免的，這是由于受到底板混凝土外約束的影響，墻體混凝土要收縮，底板約束這種變形，使墻體受到拉應力，導致墻體出現裂縫，這種裂縫往往沿著長墻的全高發生，寬度較小，沿著墻體長度方向上，每隔一定距離便產生。這種裂縫可通過設臵溫度鋼筋來克服，通過配臵一定數量的溫度鋼筋，并采用細而密的構造鋼筋，使構造鋼筋起溫度鋼筋的作用。同時在底板上外墻混凝土澆筑時，應注意分段施工，合理分段，避免長度過長，應設臵溫度伸縮縫或后澆縫。

對墻體的養護效果往往不很理想，在拆除模板后刷上一層養護劑，可防止混凝土內部水分的過度揮發，并應進行充分的澆水養護，以保證水泥的充分水化。

3.3結構設計控制。為防止墻板結構的裂縫，在結構設計方面主要應考慮好溫度鋼筋的設計（水平筋），充分利用構造鋼筋的作用以減小墻板結構的溫度應力和收縮應力。

由于引起墻板裂縫的主要因素是水化熱及降溫引起的拉應力，所以必須盡可能減少入模溫度，應分層散熱澆灌，預防激烈的溫、濕度變化，為混凝土創造充分應力松弛的條

件。

應避免結構突變，（或斷面突變），產生應力集中，導致應力集中裂縫。當不能避免斷面突變時，如在孔洞和變斷面的轉角部位，由于溫度收縮作用，也會引起應力集中，此時應作局部處理，做成逐漸變化的過度形式，同時加配鋼筋。

3.4配筋對控制裂縫的作用。鋼筋會約束收縮，但不能阻止收縮，它對鋼筋混凝土收縮的約束作用會在混凝土中產生拉應力，在鋼筋內引起壓應力。增加鋼筋數量會減少收縮，但會增加混凝土的拉應力，如果鋼筋很多，約束可能會很大，也足以引起混凝土開裂。

鋼筋混凝土中配筋率對混凝土中自約束有很大的影響。“適當”的構造配筋能夠提高混凝土的極限拉伸，對控制混凝土的溫度收縮裂縫及收縮裂縫有積極的作用。在墻板結構中，采取增配構造鋼筋的措施，使構造鋼筋起到溫度筋的作用，能有效地提高混凝土的抗裂性能。

構造筋的配筋原則應做到“細一點、密一點”。即配筋應盡可能采用小直徑，小間距設計。提高混凝土結構的含鋼率或減小鋼筋直徑都可提高材料的抗裂性能，但減小鋼筋直

徑、加密間距要比提高含鋼率效果明顯一些。采用直徑8-14mm的鋼筋和100-150mm間距是比較合理的，結構全截面的配筋率不宜小于0.3%，應在0.3-0.5%之間。受力筋如能滿足變形的構造要求則不再增加溫度筋；構造筋不能起到抗約束作用的，應適當增加溫度筋。

4.結論

(1)墻板結構的裂縫主要有收縮裂縫、溫度裂縫、分層縫和冷縫等；

(2)應進行 科學 的施工組織設計，以預防分層縫和冷縫；

(3)應嚴格控制混凝土原材料；

(4)要充分利用配筋來減小混凝土的溫度應力。

參考 文獻

［1］王鐵夢 工程結構裂縫控制 中國 建筑 工業 出版社 1998

［2］卓尚木等鋼筋混凝土結構事故分析與加固中國建筑工業出版社 1997 8

第二篇：超長結構裂縫控制措施淺析

超長結構裂縫控制措施淺析

【提要】

根據具體工程設計實踐和體會，簡要分析了溫度收縮裂縫的基本特點，重點介紹了對超長混凝土結構如何有效避免裂縫。可供設計人員借鑒參考。

【關鍵詞】

超長混凝土結構 溫度 收縮 裂縫 措施

一、工程概況

本工程位于山東省曲阜市，為一大型的住宅小區項目。本項目總建筑面積（含地上及地下）為393436平米，地上建筑面積318512平米；其中商業及公建配套建筑面積29906平米，住宅建筑面積288606平米。地下建筑面積74924平米。建設地點為曲阜市西南大沂河北岸。項目總投資為7.8億元人民幣。

其中的六號地下車庫采用了無梁樓蓋的形式，總長度達425m，覆土1m厚，層高3.8m，項目的難點在于如何控制超長結構的溫度收縮應力以避免裂縫。

二、超長混凝土結構裂縫產生原因

結構溫度應力、收縮應力是由于結構變形受到約束而產生的。當應力超過了材料的抗拉強度時，即會出現裂縫。由于混凝土的抗拉強度很低，若不采取措施，很難滿足規范對裂縫寬度的要求。

溫度應力產生的機理：混凝土是指采用膠凝材料將粗細骨料膠結成整體的復合固體材料的總稱。其中的膠凝材料通常為普通硅酸鹽水泥。在硬化過程中，水泥水化產生大量的水化熱，由于混凝土的導熱系數較低，大量的熱量積聚于內部使得內部溫度升高，而表面的熱量散發較快，導致內外溫差過大。混凝土的溫度膨脹系數約為10x10^-6m/m.K，即溫度升高或降低1K，1m長的混凝土將產生0.01mm的膨脹或收縮變形。如縱長100m的混凝土，溫度升高或降低30度（冬夏季溫差），則將產生30mm的膨脹或收縮，在完全約束條件下，混凝土內部將產生7.5MPa左右的拉應力，足以導致混凝土開裂。

收縮應力產生的機理：因混凝土內部水分蒸發以及水泥繼續水化引起的體積變形稱為干燥收縮。影響因素主要有水泥用量、水灰比、水泥品種和強度、環境條件。

三、設計要點

1、設置后澆帶。后澆帶間距通常為30~40m，本工程設計為40m一道800mm寬后澆帶，位置選擇在應力較小的梁跨1/3處。后澆帶鋼筋不得截斷，且增設不少于原配鋼筋20%的附加鋼筋，長度為伸入每側后澆帶1m，以方便鋼筋搭接。溫度后澆帶應在澆筑完成后兩個月后（此時混凝土收縮大約完成70%）方可采用提高一級的微膨脹混凝土進行澆筑。

2、本地下車庫要求采用低水化熱的水泥來配置混凝土，并加入適量的優質粉煤灰。并采用級配良好的粗骨料，嚴格控制其含泥量，并加強混凝土的振搗，提高混凝土的密實度和抗拉強度。粉煤灰是表面致密的球形顆粒，由于粉煤灰的比表面積小，拌合需水量小，其干縮較小。

3、混凝土中摻加具有抗滲防裂作用的SY-T復合纖維增韌劑，摻量為混凝土膠凝材料的8%。對增韌劑的要求是滿足國家相應標準，抗開裂性能比不小于50%，抗拉強度大于500MPa，補償收縮混凝土限值膨脹率為水中養護14d不小于0.015%，空氣中28天干縮率應不大于0.03%。

四、施工要點

1、控制溫差

控制溫差是解決混凝土裂縫控制的關鍵，混凝土施工時，應對混凝土進行溫度控制。a、混凝土入模溫度不宜大于30度，混凝土澆筑體最大溫升值不宜大于50度。控制入模溫度，可以降低混凝土內部最高溫度。減少內部最大溫升主要從配合比上進行控制。b、控制混凝土降溫速率，每天溫降不宜大于2度。減緩降溫有利于混凝土強度增長，并充分發揮應力松弛效用，使混凝土不宜出現裂縫。

2、加強混凝土養護

混凝土早期塑性收縮和干燥收縮較大，易于造成混凝土開裂。混凝土養護是補充水分或降低失水速率，防止混凝土產生裂縫，確保達到混凝土各種力學性能指標的重要措施。在混凝土初凝、終凝抹面處理后，應及時進行養護工作。混凝土終凝后至養護開始的時間間隔應盡可能縮短，以確保混凝土養護所需的濕度以及對混凝土進行溫度控制。覆蓋養護可采用塑料薄膜、麻袋、草簾等進行覆蓋；噴涂養護劑是通過養護液在混凝土表面形成致密的薄膜層，以達到混凝土保濕的目的。由于本工程水泥中參加了粉煤灰，養護時間不應少于14天。

五、結語

溫度收縮裂縫是超長混凝土結構中較常見且日趨增多的裂縫，由于該裂縫的危害性及規范的局限性，設計人員應予以足夠重視。本文從設計及施工角度上簡析了混凝土收縮和溫度變形的產生機理及影響因素，以供設計人員參考。設置后澆帶以及控制和抵抗溫度收縮應力的綜合措施注重結構概念設計，對裂縫采取“放”“防”“抗”相結合的構想。工程實踐證明，對防止和減輕超長混凝土結構溫度收縮裂縫比較有效，但其中一些措施主要基于設計概念和定性分析，尚無法進行定量的計算，具體工程在采用時應根據其各自特點綜合考慮。【參考文獻】

1、《土木工程材料》

浙江大學出版社

2、《混凝土結構收縮應力問題研究》

河海大學學報2002年1月

3、《混凝土結構工程施工規范》

GB50666

第三篇：混凝土結構裂縫成因及控制措施

混凝土結構裂縫成因及控制措施

一、內容摘要

現澆鋼筋混凝土樓面板的裂縫，是目前較難克服的質量通病之一，住宅工程樓面出現裂縫，往往會引起投訴糾紛及索賠。建筑物鋼筋混凝土結構的普遍應用，伴隨著商品混凝土的推廣，建筑樓面出現裂縫的機率在增加，日益受到社會人士關注；樓面結構出現裂縫原因復雜，有材料、溫度變化等原因，也有設計、施工、使用等方面問題。混凝土工程中材料的特性決定了結構較易產生裂縫，從實踐中來看施工中混凝土出現裂縫的概率也是很大的，相當一部分裂縫對建筑物的受力及正常使用無太大的危害，但裂縫的存在會影響到建筑物的整體性、耐久性，會對鋼筋產生腐蝕，是受力使用期應力集中的隱患，應當盡量在各方面給予重視，以避免裂縫的出現或把裂縫控制在許可的范圍之內。本文以監理為主，兼顧設計和材料等方面，闡述樓面裂縫的產生原因及防治措施。

二、混凝土結構裂縫成因及控制措施

混凝土結構的裂縫是一個相當普遍的現象，大量工程實踐以及近代科學關于混凝土強度的細觀研究都表明結構物的裂縫是不可避免的，它是材料的一種特性。因此，科學地對待裂縫問題是在對裂縫進行分類、研究的基礎上，采取有效的措施，將裂縫的有害程度控制在允許的范圍內。本章將就混凝土結構中常見裂縫進行分類，并對結構中占主要部分的裂縫進行成因分析。

混凝土結構裂縫成因

裂縫的形成有外荷載、結構計算模型差異、材料的收縮（主要為的混凝土收縮、溫度變形）等原因造成。從技術角度來分析，有設計、施工、材料等方面問題，主要反映如下： 1.1設計原因引起的裂縫

樓板剛度不足：設計按多跨連續板進行配筋計算，側重于滿足結構安全，較少考慮混凝土收縮特性和溫度變形等多種因素，樓板高跨比僅為L/33.6-L/35，其剛度較小對裂縫控制很不利。2）樓板構造配筋設計不周：設計在支座處按常規配設負筋，在中部板面不配鋼筋，當板面出現溫度變形和混凝土收縮，因無構造鋼筋約束，板面即出現裂縫。

3）樓板內布線欠合理：由于水電施工圖由各專業設計，實際施工中出現水電管交叉疊放，或由于設計考慮管內容線面積，部分預埋管徑≥D25；且設計管線位置在樓板跨中，即在單層雙向配筋處，樓板有效截面受到很大程度（15%-40%）削弱，成為樓板最易開裂的部位；當樓板收縮應力大于混凝土極限抗拉強度時，即出現沿管線表面呈直線狀的裂縫。

4）從房屋的空間結構來看，剪力墻剛度大，約束了剪力墻間梁板的水平向自由變形，而梁剛度又較板剛度大，因各類因素引起的水平向收縮變形均集中到剪力墻間剛度最小的板上，造成這塊板開裂。

5）膨脹劑的選用與摻量：設計未明確混凝土的限制膨脹率，只提出膨脹劑的品種和摻量范圍，施工時按設計提供摻量進行配比施工，使混凝土的實際限制膨脹率不能達到最佳限制膨脹率。

1.2施工原因引起的裂縫

水電預埋管施工時在板內位置欠合理：管位置過高或過低；位置過高時，極易在板面出現因混凝土硬化收縮產生的裂縫，也易在維修裂縫或室內裝修時損壞管線；兩根管線并行布置時，管線間距過小甚至并攏，更易因管線集中而產生裂縫。

空載養護期不足：從樓面混凝土澆完、收光至施工材料堆放，平均空載養護期僅為一天半，人為因素過早地震動、荷載造成樓板幼齡混凝土內部受損開裂。且施工中用塔吊吊運的鋼管、鋼筋等周轉材料因受剪力墻鋼筋影響多堆放在預埋管線部位。1.3材料原因引起的裂縫

樓板商品混凝土強度為C40（8層以下）C35（8—18層）C30（18層以上），其收縮變形值為同標號普通混凝土的1.2--1.3倍，且商品混凝土單方用水量過大（200Kg），其中部分水在振搗時被游離出來，部分水與水泥結合成凝膠，相當大一部分為自由水仍留在混凝土孔隙中，成為混凝土干縮的隱患。樓板拆模后，板面和板底長期裸露在大氣中，后期施工的細石混凝土面層養護期過后也長期處于干燥環境中。正是這種環境效應（受溫度、濕度、風力影響使水泥石毛細孔、凝膠孔內的自由水由表及里逐漸蒸發），和尺寸效應（樓板裸露面積大，厚度薄）的共同影響，使樓板較其它構件更易出現干縮裂縫。混凝土的干縮、溫度收縮、收縮是要因，而由于施工管線預埋欠合理、樓板剛度不足、材料等多重原因綜合，使本工程樓板沿預埋管線處出現大量裂縫。

2、混凝土裂縫的預防措施

由于裂縫的產生是多種多樣的，在混凝土結構中普遍存在且危害較大，因此，要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待，并在設計、施工中采取各種有效的措施來預防裂縫的出現和發展。

2.1設計措施

1）增配構造筋提高抗裂性能，配筋應采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應在0.3～0.5%之間。

2）避免結構突變產生應力集中，在易產生應力集中的薄弱環節采取加強措施。3）在易裂的邊緣部位設置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸。

4）在結構設計中應充分考慮施工時的氣候特征，合理設置后澆縫，在正常施工條件下，后澆縫間距20～30m，保留時間一般不小于60天。如不能預測施工時的具體條件，也可臨時根據具體情況作設計變更。從住宅工程現澆板裂縫發生的部位分析，最普遍的是房屋四周、陽臺處的房間在離開陽角1米左右，即在樓板配筋的負彎矩筋以及角部放射筋末端或外側發生45°左右的樓地，面斜角裂縫，這在現澆板任何一種類型的建筑中都普遍存在。主要是混凝土的收縮特性和溫差、沉降等作用所引起，并且越靠近屋面處的樓層裂縫越大。從設計角度看，現行設計規范側重于強度，對溫差和混凝土收縮特性等多種因素綜合考慮不足，構造配筋量達不到要求。而房屋的四周陽角由于受到剛度相對較大的樓面梁約束，限制了樓面板的自由變形，因此在溫差和混凝土收縮變化時，板面在配筋薄弱處首先開裂，產生45°左右的斜角裂縫。雖然樓地面斜角裂縫對結構安全使用沒有影響，但在有水源等情況下會產生滲漏缺陷，容易引起住戶投訴，是裂縫防治的重點。根據上述原因分析，設計單位應在房屋四周的陽角處樓面板配筋進行加強，負筋不采用分離式切斷，改為沿房間全長配置，設置雙層雙向鋼筋，陽角處鋼筋間距不宜大于100㎜，鋼筋直徑不宜小于￠8。外墻轉角處尚應設置放射鋼筋，配筋范圍應大于板跨的1/3，鋼筋間距不宜大于100㎜，房屋長度大于50m時，在樓中部位設置后澆帶加強措施。2.2施工措施

1）嚴格控制混凝土原材料的的質量和技術標準，選用低水化熱水泥，粗細骨料的含泥量應盡量減少(1～1.5%以下)。

2）細致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，減少混凝土的坍落度，合理摻加塑化劑和減少劑。

3）澆筑時間盡量安排在夜間，最大限度降低混凝土的初凝溫度。白天施工時要求在沙、石堆場搭設簡易遮陽裝置，或用濕麻袋覆蓋，必要時向骨料噴冷水。混凝土泵送時，在水平及垂直泵管上加蓋草袋，并噴冷水。

4）根據工程特點，可以利用混凝土后期強度，這樣可以減少用水量，減少水化熱和收縮。5）加強混凝土的澆灌振搗，提高密實度。6）混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應下降15℃以上，混凝土的現場試塊強度不低于C5。

7）采用兩次振搗技術，改善混凝土強度，提高抗裂性。8）根據具體工程特點，采用UEA補償收縮混凝土技術。9）對于高強混凝土，應盡量使用中熱微膨脹水泥，摻超細礦粉和膨脹劑，使用高效減水劑。通過試驗摻入粉煤灰，摻量15%～50%。2.3技術措施

樓面裂縫的發生除以45°斜角裂縫為主外，還有較常見的兩種： 1）預埋線管及線管集中處；

2）施工中周轉材料較集中和較頻繁的吊裝卸料堆放區域。施工中采取以下技術措施可以有效防止樓板面裂縫：

2.1）重點加強樓面鋼筋網的有效保護措施鋼筋在樓面混凝土板中是受拉力，起著抵抗外荷載所產生的彎矩和防止混凝土收縮和溫差發生的雙重作用，而這一雙重作用均需鋼筋處在上下合理的保護層前提下才能確保有效。實際施工中，樓面下層的鋼筋網在受到混凝土墊塊及模板的依托下保護層較易正確控制。但當墊塊間距放大1.5m時，鋼筋網的合理保護層厚度就無法保證，所以縱橫向的墊塊間距限制在1㎡中放2塊。于此相反，樓面上層鋼筋網的有效保護，一直是施工中的一大難題。其原因：板的上層鋼筋一般較細，施工中受到人員踩踏后容易變形、彎曲；各工種交叉作業，施工人員多，行走十分頻繁，鋼筋難免被大量踩踏；上層鋼筋網的馬凳間距設置過大，甚至不設。根據施工實踐，樓面上上層鋼筋必須設置馬凳，其橫向間跨不應大于700㎜，（即每㎡不少于2只），特別是對于￠8一類細小鋼筋，馬凳的間距應控制在600㎜以內（即每㎡不少于3只），同時采取下列措施：2.1.1）盡可能合理和科學地安排好

各工種交叉作業時間，在板底鋼筋綁扎后，線管預埋應及時布置，以減少板面鋼筋綁扎后的作業人員數量；

2.1.2）在樓梯、通道等頻繁和必須通行處應搭設臨時簡易通道（或鋪設跳板），以供施工人員通行。

2.1.3）加強教育和管理，使作業人員充分重視鋼筋的成品保護，行走時，應自覺沿馬凳支撐點通行，減少對鋼筋的踩踏； 2.1.4）安排足夠鋼筋工在混凝土澆筑前及澆筑中及時對踩踏變形的鋼筋進行修整，特別是支座端部受力最大部位及負彎矩受力最大區域（四周陽角處、預埋管線位置、大跨度房間等）應重點檢查和修整；

2.1.5）混凝土工在澆筑混凝土時應鋪設臨時活動跳板，盡量減少上層鋼筋受到踩踏變形。2.2）、預埋線管處的裂縫防治

特別是在樓梯處是線管集中處，容易導致現澆板裂縫。當預埋線管管徑較大，房間開間大，且線管有重疊時，很容易引起板面裂縫。因此對于較粗的管線或多根線管集中處鋼筋須進行加強處理。應增設抗裂短鋼筋，間距≤100㎜。

2.3、材料吊卸區域的樓面裂縫防治目前在主體結構施工過程中，普遍存在質量與工期的矛盾。一般主體結構的樓層施工速度在7天左右，因此當樓層混凝土澆筑完畢后不足24h的養護時間，就忙著鋼筋、鋼管、模板、磚塊等材料的吊運施工，這樣，在混凝土強度不足的情況下，板面受材料的吊卸沖擊荷載引起不規則的裂縫并且這些裂縫一旦形成，就形成永久性裂縫。因此對這類裂縫應做好如下措施：

2.3.1）主體施工速度不能強求過快，樓層混凝土澆筑完后應得到有效養護；

2.3.2）科學安排樓層施工作業，在樓層混凝土澆筑完的24h后，可進行一些定位放線、彈性等準備工作，不允許吊裝大宗材料，小宗材料應分散堆放，避免沖擊荷載和集中荷載。混凝土終凝后可先分批安排少量鋼筋進行綁扎，做到輕卸、輕放，第三天可開始吊裝鋼管、模板、磚塊等材料，也應當避免集中堆放。2.4）、混凝土的養護對樓面混凝土的養護對其強度增長和各類性能的提高十分重要，特別是早期的養護可避免表面脫水減少混凝土初期收縮裂縫的生。施工中必須堅持草包或麻袋進行一周左右的養護。應特別注意避免產生貫穿裂縫，出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的，因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數是不同深度的表面裂縫，此說寒冷地區的混凝土保溫對防止表面早期裂縫尤為重要。混凝土的早期養護，重要目的在于保持適宜的溫濕條件，已達到兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵蝕，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的

強度和抗裂能力。混凝土的保溫效果常常也有保濕的效果。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求，但由于蒸發等原因，常常引起水分損失，從而推遲或妨礙水泥的水化，表面混凝土最容易受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期，在施工中應重視。

3、混凝土結構裂縫的處理技術

采取了上述措施后，由于各種原因仍可能有少量樓面裂縫發生。當這些裂縫

發生后，應在樓面施工和天棚粉刷前，預先做好妥善的裂縫處理工作，然后再進行裝修。根據一些經驗，住宅樓地面上部的找平層較厚，可通過在找平層中增設鋼絲網進行加強；樓板底則粉刷層較薄或無粉刷層，且通常無吊頂遮蓋，更容易暴露裂縫，影響美觀而引起投訴，建議采用復合增強纖維等材料對裂縫作粘貼加強處理，當遇到裂縫較寬，受力較大等特殊情況時采用碳纖維粘貼加強，是目前較為理想的裂縫彌補措施。

三、結論與展望

裂縫是混凝土結構中普遍存在的現象，它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此嚴格按規程、規范要求施工，嚴把質量關，防患于未來，盡可能的降低混凝土裂縫的出現，并對混凝土裂縫進行認真研究，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展，保證建筑物和構件的安全，使混凝土穩定的工。

第四篇：畢業論文 淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

網絡教育學院

本 科 生 畢 業 論 文（設 計）

題 目：淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

學習中心： 大連學習中心 層 次： 專科起點本科 專 業： 土木工程 年 級： 2011年 春季 學 號： 學 生： 指導教師： 代平完成日期： 2013年01月13日

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

內容摘要

隨著施工技術的發展，混凝土結構已經成為我國建筑結構的主要形式。但是，通常混凝土結構都是帶縫工作的，并且混凝土裂縫的成因較多，因此將裂縫按照成因分類，并有效的裂縫寬度對結構以及人民生產生活的安全保證來說，都具有重要的意義。

建筑物鋼筋混凝土結構的普遍應用，伴隨著商品混凝土的推廣，建筑樓面出現裂縫的機率在增加，日益受到社會人士關注；樓面結構出現裂縫原因復雜，有材料、溫度變化等原因，也有設計、施工、使用等方面問題。混凝土工程中材料的特性決定了結構較易產生裂縫，從實踐中來看施工中混凝土出現裂縫的概率也是很大的，相當一部分裂縫對建筑物的受力及正常使用無太大的危害，但裂縫的存在會影響到建筑物的整體性、耐久性，會對鋼筋產生腐蝕，是受力使用期應力集中的隱患，應當盡量在各方面給予重視，以避免裂縫的出現或把裂縫控制在許可的范圍之內。本文介紹了混凝土裂縫類型及產生原因，從材料因素、設計因素和外界因素三方面論述了預防裂縫的具體方法。提出六條比較常用的裂縫處理措施。并結合實例分析了裂縫的產生原因及處理方法。

關鍵詞：混凝土結構；裂縫成因；預防措施；處理方法

I

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

目 錄

內容摘要...........................................................................................................................I 引

言............................................................................................................................1 1 緒言............................................................................................................................1 2 混凝土裂縫的分類及成因........................................................................................2

2.1 混凝土結構裂縫的分類.................................................................................2

2.1.1 按裂縫的成因分類..............................................................................2 2.1.2 按裂縫產生的時間分類......................................................................5 2.1.3 按裂縫的形狀分類..............................................................................6 2.1.4 按裂縫的發展狀態分類......................................................................7 2.2 混凝土裂縫的產生原因.................................................................................7

2.2.1 收縮裂縫的產生原因分析..................................................................7 2.2.2 溫度裂縫的產生原因分析..................................................................9 2.2.3 沉陷裂縫的產生原因分析..................................................................9 2.2.4 荷載作用裂縫的產生原因分析............................................................9 混凝土裂縫的預防措施及處理技術......................................................................10

3.1 混凝土結構裂縫的預防措施.......................................................................10

3.1.1 干縮及塑性收縮裂縫的預防措施....................................................10 3.1.2 溫度裂縫的預防措施........................................................................11 3.1.2 沉陷裂縫及其他裂縫的預防措施....................................................11 3.2 混凝土結構裂縫的處理技術.......................................................................12

3.2.1 表面封閉法........................................................................................12 3.2.2 灌漿、嵌縫封堵法............................................................................12 3.2.3 結構加固法及混凝土置換法............................................................13 工程實例分析..........................................................................................................15

4.1 工程概況.......................................................................................................15 4.2 工程設想.......................................................................................................15 4.3 工程抗裂施工措施.......................................................................................15 4.3.1 基礎地基加固...........................................................................................15

II

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

4.3.2 優化混凝土配合比...................................................................................15 4.3.3 內外防水劑...............................................................................................17 4.4 其他措施.......................................................................................................17 5 結論與展望..............................................................................................................19 參考文獻........................................................................................................................20

III

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

引 言

隨著我國國民經濟的高速發展，鋼筋混凝土結構已經普遍用于工業和民用建筑中。在建筑工程施工過程中，混凝土是城市建設中廣泛使用的結構材料，但是伴隨這類材料的生產研究與應用，混凝土結構的裂縫問題一直受到人們關注。鋼筋混凝土結構出現裂縫不僅種類繁多，形態各異，而且較普遍，尤其是樓板的裂縫，輕者影響建筑物美觀，造成滲漏水，重者降低建筑結構的承載力、穩定性和整體性，甚至還會導致整體倒塌的重大質量事故。這類裂縫是在現有施工技術條件下較難克服的質量通病之一，特別是民用建筑工程結構樓面出現裂縫，往往會引起業主對工程質量提出異議，從而引發投訴、糾紛以及索賠等情況。因此，正確分析裂縫產生原因，切實加以防治十分必要，十分迫切。因此研究混凝土結構的裂縫產生原因及控制具有重要的社會意義和經濟意義。現根據多年來現場施工實踐經驗和教訓，從設計配筋、商品混凝土選用及施工控制等方面，著重闡述鋼筋混凝土裂縫的原因及綜合防治措施。

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施 緒言

混凝土結構裂縫的發生的原因很復雜也是不可避免的，混凝土裂縫的防治重點在于“防”，而不在于“治”，當這些裂縫發生后，必須先查明裂縫產生的原因判明裂縫的類型，才能選擇正確的處理方法，同時要通過合理設計混凝土配合比、正確選用原材料、合理設計建筑結構、加強施工監控、嚴格遵守施工技術規程、提高施工技術水平，這樣才有可能最大程度減少混凝土裂縫的產生，把裂縫寬度控制在設計范圍內，盡量減少裂縫造成的危害。

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施 混凝土裂縫的分類及成因

混凝土結構的裂縫是一個相當普遍的現象，大量工程實踐以及近代科學關于混凝土強度的細觀研究都表明結構物的裂縫是不可避免的，它是材料的一種特性。因此，科學地對待裂縫問題是在對裂縫進行分類、研究的基礎上，采取有效的措施，將裂縫的有害程度控制在允許的范圍內。本章將就混凝土結構中常見裂縫進行分類，并對結構中占主要部分的裂縫進行成因分析。

2.1 混凝土結構裂縫的分類

2.1.1 按裂縫的成因分類

根據混凝土裂縫產生的原因，可分為結構性裂縫和非結構性裂縫兩大類。

一、結構性裂縫

結構性裂縫是由荷載引起的，其裂縫與荷載相對應，是承載力不足的結果，其裂縫形式多種多樣，主要原因如下：

（一）設計原因引起的裂縫

1）樓板剛度不足：設計按多跨連續板進行配筋計算，側重于滿足結構安全，較少考慮混凝土收縮特性和溫度變形等多種因素，樓板高跨比僅為L/33.6-L/35，其剛度較小對裂縫控制很不利。2）樓板構造配筋設計不周：設計在支座處按常規配設負筋，在中部板面不配鋼筋，當板面出現溫度變形和混凝土收縮，因無構造鋼筋約束，板面即出現裂縫。3）樓板內布線欠合理：由于水電施工圖由各專業設計，實際施工中出現水電管交叉疊放，或由于設計考慮管內容線面積，部分預埋管徑≥D25；且設計管線位置在樓板跨中，即在單層雙向配筋處，樓板有效截面受到很大程度（15%-40%）削弱，成為樓板最易開裂的部位；當樓板收縮應力大于混凝土極限抗拉強度時，即出現沿管線表面呈直線狀的裂縫。4）從房屋的空間結構來看，剪力墻剛度大，約束了剪力墻間梁板的水平向自由變形，而梁剛度又較板剛度大，因各類因素引起的水平向收縮變形均集中到剪力墻間剛度最小的板上，造成這塊板開裂。5）膨脹劑的選用與摻量：設計未明確混凝土的限制膨脹率，只提出膨脹劑的品種和摻量范圍，施工時按設計提供摻量進行配比施工，使混凝土的實際限制膨脹率不能達到最佳限制膨脹率。

（二）施工原因引起的裂縫

1）水電預埋管施工時在板內位置欠合理：管位置過高或過低；位置過高時，極易在板面出現因混凝土硬化收縮產生的裂縫，也易在維修裂縫或室內裝修時損

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

壞管線；兩根管線并行布置時，管線間距過小甚至并攏，更易因管線集中而產生裂縫。2）空載養護期不足：從樓面混凝土澆完、收光至施工材料堆放，平均空載養護期僅為一天半，人為因素過早地震動、荷載造成樓板幼齡混凝土內部受損開裂。且施工中用塔吊吊運的鋼管、鋼筋等周轉材料因受剪力墻鋼筋影響多堆放在預埋管線部位。

（三）使用原因引起的裂縫

1、改變建筑物的使用條件引起的裂縫。

2、火災等事故引起的裂縫。

3、由地震等偶然荷載引起的結構開裂。

二、非結構性裂縫

由各種變形變化引起的裂縫。從國內外的研究資料以及大量的工程實踐來看，非結構性裂縫在混凝土結構裂縫中占了絕大多數，約為80%，其形成原因比較復雜，以收縮裂縫為主導，工程中四種較常見的非結構性裂縫有收縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫和荷載作用引起的裂縫。

1、收縮裂縫

收縮裂縫是由濕度變化引起的，它占混凝土非結構性裂縫中的主要部分。根據收縮裂縫的形成機理與形成時間的不同，工程中常見的收縮裂縫主要有塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和干燥收縮裂縫三類，此外，還有自身收縮裂縫和碳化收縮裂縫等。

塑性裂縫出現在結構表面，形狀不規則且長短不一，這種裂縫大多出現在混凝土澆筑初期。塑性裂縫又稱龜裂，嚴格來說屬于干縮裂縫，出現很普遍。產生這種裂縫的因素是多方面的：如當新拌混凝土的坍落度較大，而振動時間過長時，水泥漿浮在上層，骨料下沉時收到鋼筋或其他物質的約束，出現不均勻沉降，從而使混凝土的表層產生裂縫；澆筑后混凝土表面沒有及時覆蓋，受風吹日曬，表面水分蒸發過快，產生急劇收縮，而此時混凝土早期強度不能抵抗這種變形應力，因而開裂；使用收縮率較大的水泥，水泥用量過多，或使用過量的細砂和粉砂混凝土水灰比過大，也會導致這種裂縫出現。

在混凝土硬化過程中，產生內部干縮而引起體積變化，當這種體積變化收到約束時，就可能產生干縮裂縫。干縮裂縫處在結構的表面，較細，起走向縱橫交錯，沒有規律性。這類裂縫一般在混凝土露天養護完畢一段時間后，在表層或側面出現，并隨濕度和溫度變化逐漸大戰。如混凝土成型后，因養護不當，收到風吹日

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

曬，使得表面水散發快，體積收縮大，而內部濕度變化小，收縮也小，因而表面的收縮變形受到內部混凝土的約束，產生拉應力，引起混凝土表面裂縫；或者構件因水分蒸發產生體積收縮，收到地基或墊層的約束而出現干縮裂縫。此外，混凝土構件長期露天堆放，表面濕度經常發生劇烈變化；采用含泥量大的粉砂配制混凝土；混凝土過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層；用后張法預應力制成的構件，露天生產后長久不張拉等等，都會產生這種裂縫。

2、溫度裂縫

混凝土具有熱脹冷縮的性質，當環境溫度發生變化時就會產生溫度變形，由此產生附加應力，當這種應力超過混凝土的抗拉強度時就會產生裂縫，在工程中，這種裂縫比較常見，譬如現澆屋面板上的裂縫、大體積混凝土的裂縫。溫度裂縫大多發生在施工的中后期間，縫寬受溫度變化影響較明顯。表面溫度裂縫多緣于較大溫差。特別是大體積混凝土基礎在澆灌混凝土后，在硬化期間放出大量水化熱，內部的溫度不斷上升，使混凝土表面和內部溫差很大。當溫差出現非均勻變化時，如施工中過早拆除模板，冬季施工過早拆除保溫層，或受到寒潮襲擊，都會導致混凝土表面急劇的溫度變化，使其因降溫而收縮。此時，表面受到內部混凝土的約束，將產生很大的拉應力，而混凝土早期抗拉強度又很低，因此出現裂縫。但這種溫差僅在表面處較大，離開表面就很快減弱。因此，這種裂縫只在接近表面較淺的范圍內出現。深入和貫穿性的溫度裂縫多緣于結構溫差大。如大體積混凝土凝結和硬化過程中，水泥和水產生化學反應，釋放出大量的熱量，成為“水熱化”，導致混凝土塊體溫度升高，當混凝土塊體內部的溫度與外部的溫度相差很大，以致所形成的溫度應力或溫度變形超過混凝土當時的抗拉強度或極限拉伸應變，就會形成裂縫。溫度裂縫常出現在我國北方地區的建筑物中。

3、沉降裂縫

地基基礎承載上部結構的荷載作用，當地基基礎承載力不均勻或地基承載力均勻但建筑物建成后各不同部位荷載差異較大，導致地基產生不均勻沉降，這種不均勻沉降在結構內部產生拉應力及剪應力，當這種拉應力及剪應力超過結構自身的抗拉及抗剪強度時，結構就會在最薄弱的部位產生裂縫，稱為沉降裂縫。這種裂縫多為貫穿的，其位置與沉降方向一致。這類裂縫的大小、形狀、方向取決于地基變形的情況。由于地基變形造成的應力一般較大，因此裂縫寬度較大、多呈45°，并且通常是貫穿性的。

4、荷載作用引起的裂縫

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

構件承受的不同性質的荷載作用，其裂縫形狀也不同，通常裂縫方向大致是與主拉應力的方向正交。結構受載后產生裂縫的因素很多，在施工中和使用中都可能出現裂縫。例如早期受地震，脫模過早或方法不當，構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當，施工超載，張拉預應力值過大等均可能產生裂縫。

此外，因設計、材料、施工及使用等原因引起的裂縫，由于涉及的面很廣，內容多，限于篇幅本文不作闡述。

2.1.2 按裂縫產生的時間分類

根據混凝土裂縫產生的時間劃分，可將裂縫分為施工期間出現的裂縫和試用期間出現的裂縫。

一、施工期間出現的裂縫

1、塑性收縮裂縫

大多發生在混凝土初凝后、終凝前。此裂縫多產生于新澆筑的混凝土結構表面，形狀規則且長短不一，互不連貫，裂縫較淺。在環境氣溫高、風速大，氣候干燥的情況下易于出現。

2、沉降收縮裂縫

沉降收縮裂縫多在混凝土澆筑后產生，硬化后停止。多沿結構上表面鋼筋通長方向或箍筋上出現，或在預埋件的附近周圍出現。裂縫呈菱形，寬度1～4mm，深度不大，一般驗身至鋼筋上表面為止。

3、干燥收縮裂縫

這類裂縫一般在混凝土澆注后一段時間出現，嚴重時該裂縫會由表及里，由小到大逐步向結構內部發展，形成貫穿裂縫，一般在薄壁混凝土結構中常出現。

4、溫度裂縫

多發生在混凝土澆注后的硬化過程中，裂縫寬度受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較細。

5、其他一些施工原因產生的裂縫，如混凝土攪拌、運輸、澆注、振搗等工序的疏漏缺陷導致的裂縫，以及模板構造不當、拆模時間過早或方法不當，現場建材的堆放和鋼筋綁扎不當，水電預埋管細部處理不當等都可能產生混凝土裂縫。

二、使用期間出現的裂縫

1、鋼筋銹蝕膨脹產生的裂縫

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

鋼筋表面出現銹斑、銹片后進一步發展成整個鋼筋表面銹蝕，并產生膨脹，與保護層脫離，發生層裂，最后表現為鋼筋鐵銹進一步膨脹，混凝土本身發生破壞，出現順筋裂縫，混凝土脫離。

2、鹽堿類介質及酸性侵蝕氣、液體等引起的裂縫

鹽堿類介質及酸性侵蝕氣、液體等引起了混凝土的PH值發生變化，導致了鋼筋銹蝕，最終導致混凝土產生裂縫。

3、凍融循環造成的裂縫

受凍混凝土內部水分結成冰，產生膨脹，膨脹應力較大時，使結構出現裂縫。混凝土表面和內部所含水分的凍結和融化的交替出現，形成了凍融循環。凍融的反復作用，使得混凝土結構出現裂縫，造成建筑構造的嚴重破壞。

4、堿骨料反應引起的裂縫

混凝土骨料石子中的活性二氧化硅（SiO2），如白云質石灰巖石子等，與水泥中過量的堿發生的化學反應，稱為堿骨料反應。這種反應一般在水泥混凝土硬化后進行，反應生成膨脹性的堿性硅酸鹽或碳酸鹽，導致混凝土體積膨脹，使混凝土產生裂紋并破壞。2.1.3 按裂縫的形狀分類

混凝土結構中的裂縫按形狀可分為：

（1）縱向裂縫，多數平行于混凝土構件底面，順筋分布，主要是由鋼筋銹蝕作用引的。

（2）橫向裂縫，垂直于構件底面，主要是由荷載作用、溫差作用引起的。（3）剪切裂縫，主要是由于豎向荷載或震動位移引起的。

（4）斜向裂縫、八字形或倒八字形裂縫，常見于混凝土墻體和混凝土梁，主要因地基的不均勻沉降以及溫差作用引起。

（5）X形裂縫，常見于框架梁、柱的端頭以及墻面上，由于瞬間的機械撞擊作用或者震動荷載作用引起。

（6）各種不規則裂縫，如反復凍融或火災等引起的裂縫。有直縫及不規則形狀裂縫，此種裂縫中間寬并且貫通，兩頭深度較淺，多發生于混凝土樓板。

此外，還有因混凝土攪拌或運輸時間過長引起的網狀裂縫，現澆樓板四角出現的放射狀裂縫或板面出現的十字形裂縫等等。

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

2.1.4 按裂縫的發展狀態分類

根據裂縫所處的運動狀態及其發展趨勢，可分為：

1、穩定裂縫。包括兩類：一類是在運動過程中可以自愈合的裂縫，常見于一些新建的防水工程中，這是由于裂縫處水泥顆粒在滲漏過程中與水進一步化合，析出Ca（OH）（OH）2晶體且部分Ca2又與溶解在水中的CO2發生碳化反應形成CaCO3結晶，兩者形成的凝膠物質將膠合使裂縫封閉，從而滲漏停止，裂縫達到自愈。另一類是處于穩定運動中的裂縫，如在周期性荷載作用下產生的周期性擴展和閉合的裂縫。

2、不穩定裂縫。這種裂縫將產生不穩定性的擴展，影響結構物的持久使用，應視其擴展部位，采取相應的措施。

就這兩種裂縫而言，不穩定裂縫對工程結構安全的危害更大。

2.2 混凝土裂縫的產生原因

如前所述，混凝土裂縫的形式是多種多樣的，產生的原因也非常復雜，而非結構性裂縫約占混凝土結構裂縫的80％左右，是混凝土結構中的主要裂縫和常見裂縫，下面將對幾種主要的非結構性裂縫的產生原因進行淺要分析。2.2.1 收縮裂縫的產生原因分析

收縮裂縫是由濕度變化引起的，它占混凝土非結構性裂縫中的主要部分。混凝土是以水泥為主要膠結材料，以天然砂、石為骨料加水拌合，經過澆筑成型、凝結硬化形成的人工石材。在施工中，為保證其和易性，往往加入比水泥水化作用所需的水分多4～5倍的水。多出的這些水分以游離態形式存在，并在硬化過程中逐步蒸發，從而在混凝土內部形成大量毛細孔、空隙甚至孔洞，造成混凝土體積收縮。此外，混凝土硬化過程中水化作用和碳化作用也會引起混凝土體積收縮。根據有關試驗測定，混凝土最終收縮量約為0.04％～0.06％。可見，收縮是混凝土固有的物理特性，一般來說，水灰比越大、水泥強度越高、骨料越少、環境溫度越高、表面失水越大，則其收縮值越大，也越易產生收縮裂縫。根據收縮裂縫的形成機理與形成時間的不同，工程中常見的收縮裂縫主要有塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和干燥收縮裂縫三類，此外，還有自身收縮（化學減縮）裂縫和碳化收縮裂縫。

（1）塑性收縮裂縫

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

塑性收縮裂縫多產生于新澆混凝土表面，大多產生于混凝土初凝后、終凝前。混凝土表面水分蒸發速度超過其內部初、終凝硬化的速度，會致使混凝土表面收縮，這種收縮受到結構構件和下層配筋約束會使混凝土產生淺層開裂，有時還有收縮與壓縮的疊加。裂縫多呈外寬內窄，常見為不規則的多邊形或與鋼筋方向相互平行，一般自表面開始，有些也可發展成貫穿裂縫。在環境氣溫高、風速大，氣候干燥的情況下易于出現。高性能混凝土特別容易產生這種裂縫。

主要成因分析：①混凝土澆注后未及時覆蓋，表面水分蒸發過快，產生急劇的體積收縮，而此時混凝土強度極低，不能抵抗這種變形應力而導致開裂；②水泥用量過多，或使用過量粉砂，或混凝土水灰比過大；③使用有滲透性的柔性模板，模板、墊層過于干燥，吸水大；④振搗不足。

（2）干燥收縮裂縫

這類裂縫一般在混凝土澆注一段時間后出現，裂縫多為表面性的，寬度較細，多在0.05～0.2mm。走向縱橫交錯，沒有規律性。但薄壁混凝土結構中，多沿結構的短方向分布；此外在結構變截面處以及大體積混凝土的平面部位較多見。嚴重時裂縫會由表及里，由小到大逐步向深部發展，形成貫穿裂縫。

主要成因分析：①混凝土澆注后養護不當，表面水分散失快，體積收縮大，而內部濕度變化小，收縮也小，因而表面收縮變形受內部混凝土約束出現拉應力，引起混凝土表面開裂；②混凝土連續長度較長，整體收縮大；③混凝土級配中砂石含泥量大，收縮大，抗拉強度低；④混凝土過度振搗，表面形成水泥含量較多的砂漿層，收縮增大。

（3）自身收縮裂縫

在常溫下混凝土構件與環境不發生任何水分交換時所產生的收縮裂縫，自收縮裂縫在高水灰比（W/C>0.45）的混凝土中較少，但當水灰比小于0.3時則很常見，其收縮量甚至達到總收縮量的50％。

主要成因分析：這與高粘結材料在水泥灰漿基體中產生較多細小的收縮孔有關，是由于持續的水化消耗了毛細孔的水造成自身收縮坍塌所致。

（4）碳化收縮裂縫

這類裂縫在結構表面出現，呈花紋狀，無規律性，裂縫一般較淺，深度為1～6mm，裂縫寬度為0.05～0.2mm，多發生在混凝土澆注完成后數月或更長時間。

主要成因分析：混凝土中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積收縮，受到結構內部未碳化混凝土的約束而導致表面發生龜裂。

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

2.2.2 溫度裂縫的產生原因分析

溫度裂縫是由于混凝土內外溫差或季節氣溫變化過大而形成的。表面溫度裂縫走向無一定規律性，大面積結構溫度裂縫常縱橫交錯。表面溫度裂縫常發生在施工期間，寬度受溫度變化影響較明顯，冬季較寬，夏季較細。

主要成因分析：表面溫度裂縫多由溫差較大引起。特別是大體積混凝土基礎澆注后，在硬化期間，水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，使混凝土表面和內部溫差較大，當溫度產生非均勻的降溫差時，將導致混凝土表面急劇的溫度變化而產生較大的降溫收縮，此時表面受到內部混凝土的約束，將產生較大的拉應力，而混凝土早期抗拉強度很低，因而出現裂縫。2.2.3 沉陷裂縫的產生原因分析

沉陷裂縫多屬進深或貫穿性裂縫，走向與基礎沉陷情況有關，可能出現在結構的上部或下部，一般與地面垂直。較大的貫穿性沉陷裂縫往往上下或左右有一定的差距，裂縫寬度受溫度變化影響小，因荷載大小而異，且與不均勻沉降值成比例。

主要成因分析：①結構、構件下面的地基軟硬不均，或者存在松軟土，未經夯實和必要的加固處理，混凝土澆注后，地基局部產生不均勻沉降而引起裂縫；②結構各部荷載懸殊，未作必要的加強處理，混凝土澆注后因地基受力不均，產生不均勻下沉，造成結構應力集中而導致裂縫；③模板剛度不足，模板支撐不牢，支撐間距過大或支撐在松軟土上，以及過早拆模，也常導致不均勻沉陷裂縫出現；④冬季施工時模板支架支承在凍土層上，若上部結構未達到規定強度，地層化凍下沉，使結構下垂或產生裂縫。

2.2.4 荷載作用裂縫的產生原因分析

結構受載后產生裂縫的因素很多，在施工中和使用中都可能出現裂縫。主要成因分析：①早期受地震，脫模過早或方法不當產生的裂縫：②構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當產生的裂縫；③施工超載，張拉預應力值過大等均可能產生裂縫。

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施 混凝土裂縫的預防措施及處理技術

由于裂縫產生的原因是很多，在混凝土結構中普遍存在且危害較大。因此，要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待，并在施工中采取各種有效的措施來預防裂縫的出現和發展。

下面首先闡述混凝土結構中幾種常見裂縫的預防措施。

3.1 混凝土結構裂縫的預防措施

3.1.1 干縮及塑性收縮裂縫的預防措施

塑性收縮裂縫的預防措施：

1）、配制混凝土時，應嚴格控制水灰比和水泥用量，選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率；同時，要振搗密實，以減少收縮量，提高混凝土抗裂度。2）、澆筑混凝土前，將基層和模板澆水濕潤。3）、混凝土澆筑后，對裸露表面應及時用潮濕材料覆蓋，認真養護。4）、在氣溫高、濕度低或風速大的天氣施工，混凝土澆筑后，應及早進行噴水養護，使其保持濕潤；大面積混凝土宜澆完一段，養護一段。此外，要加強表面的抹壓和養護工作。5）、混凝土養護可采用表面噴氯偏乳液養護劑，或覆蓋濕草袋、塑料布等方法；當表面發現微細裂縫時，應及時抹壓，再覆蓋養護。6）、設擋風設施。

干縮收縮裂縫的預防措施：

1）、盡量選用低熱或中熱水泥（如礦渣水泥、粉煤灰水泥）配制混凝土；或混凝土中摻適量粉煤灰；或利用混凝土的后期強度，降低水泥用量，以減少水化熱量。2）、選用良好級配的骨料，并嚴格控制砂、石子含泥量，降低水灰比，加強振搗，以提高混凝土的密實性和抗拉強度。3）、在混凝土中摻加緩凝劑，減緩澆筑速度，以利于散熱，或摻木鈣、減水劑，以改善和易性，減少水泥用量。4）、避開炎熱天氣澆筑大體積混凝土；必須在熱天澆筑時，可采用冰水或深井涼水拌制混凝土，或設置簡易遮陽裝置，并對骨料進行噴水預冷卻，以降低混凝土攪拌和澆筑的溫度。5）、分層澆筑混凝土，每層厚度不大于30厘米，以加快熱量散發，并使溫度分布均勻，同時也便于振搗密實。6）、大體積混凝土適當預留一些孔道，采取通冷水或冷氣降溫。7）、大型設備基礎采取分塊分層間隔澆筑（間隔時間5~7天）分塊厚度1~1.5m，以利水化熱散發和減少約束作用；或每隔20~30m留一條0.5~1.0m寬的臨時間斷縫，40天后再用干硬性細石混凝土澆筑，以減少溫度收縮應力。8）、澆筑混凝土后，表面應及時用草袋、鋸末、砂等覆蓋，并灑水養生。

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

深搞基礎可采取灌水養護（或在混凝土表面四周砌一皮磚進行灌水養護）。夏季應適當延長養護時間，使之緩慢降溫。在寒冷季節，混凝土表面應采取保溫措施，以防寒潮襲擊。拆模時，塊體中部和表面溫差不宜大于20℃，以防止急劇冷卻造成表面裂縫。基礎混凝土拆模后要及時回填。9）、在巖石地基或較厚大的混凝土墊層上澆筑大體積混凝土時，可在巖石地基或混凝土墊層上澆瀝青膠并撒鋪5mm厚或鋪二層瀝青油氈紙，以消除或減少約束作用。10）、蒸汽養護構件時，控制升溫速度不大于25℃/小時，降溫速度不大于20℃/小時，并緩慢揭蓋，及時脫模，避免引起過大的溫度應力。

3.1.2 溫度裂縫的預防措施

溫度裂縫預防措施 ①盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。②減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg／m3以下。③降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。④改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量降低水化熱。⑤改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統的“三冷技術”的基礎上采用“二次風冷”新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。⑥在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現時間。⑦加強混凝土溫度的監控，及時采取冷卻、保護措施。⑧加強混凝土養護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養護，適當延長養護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。⑨熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。⑩規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝士表面發生急劇的溫度梯度。施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施。

3.1.2 沉陷裂縫及其他裂縫的預防措施

沉陷裂縫預防措施:1）是對松軟土、回填土地基在上部結構施工前應進行必要的夯實和加固。2）是保證模板有足夠的強度和剛度,且支撐牢固,并使地基受力均勻。3）是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。4）是模板拆除的時間不能太早,且要注意拆模的先后次序。5）是在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

3.2 混凝土結構裂縫的處理技術

裂縫不但會影響結構的整體性和剛度，還會降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗滲能力，因此在實際工程中，應根據裂縫的性質和實際情況區別對待，及時處理，以保證建筑物的安全。

混凝土結構裂縫的修補措施主要有以下幾種方法：表面封閉法，灌漿、嵌縫封堵法，結構加固法，混凝土置換法等等。3.2.1 表面封閉法

表面封閉法適用于對承載力沒有影響的表面裂縫及深進裂縫的處理，亦使用于大面積細裂縫防滲、防漏的處理。

（1）表面涂抹水泥砂漿。將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，或沿深進裂縫鑿成凹槽，掃除并灑水濕潤，先刷水泥凈漿1層，然后用水泥砂漿涂抹，并用鐵抹壓密抹光。

（2）表面涂抹環氧膠泥。用鋼絲刷、砂紙、毛刷清除干凈并洗凈，油污可用二甲苯或丙酮擦洗一遍，如表面潮濕，應用噴燈烤干燥、預熱，以保證環氧膠泥與混凝土粘結良好，若基層難以干燥，則用環氧煤焦油膠泥（涂料）涂抹。

（3）表面涂刷油漆、瀝青。涂刷前，混凝土表面應干燥。

（4）表面鑿槽嵌補。沿混凝土裂縫鑿一條V形或U形深槽，V形槽用于一般裂縫的治理，U形槽用于滲水裂縫的治理。槽內嵌水泥砂漿或環氧膠泥、聚氧乙烯膠泥、瀝青油膏等，表面作砂漿保護層。3.2.2 灌漿、嵌縫封堵法

灌漿法一般用于大體積混凝土結構的修補，主要施工程序是鉆孔、沖洗、止漿、堵漏、埋管、試水、灌漿。

鉆孔孔距一般為1m～1.5m，鉆孔軸線與裂縫呈30°～40°斜角，孔深應穿過裂縫面0.5m以上，當有兩排或兩排以上的孔時，宜交錯或呈梅花形布置；沖洗在鉆孔完畢后進行，其順序按豎向排列自上而下逐孔沖洗；止漿及堵縫是縫面沖洗干凈后，在裂縫表面用水泥砂漿（或環氧膠泥）涂抹；埋管安裝前應在外壁裹上舊棉絮并用麻絲纏緊，然后旋入孔中，孔口管壁周圍的孔隙用舊棉絮或其他材料塞緊，并用水泥砂漿或硫酸砂漿封堵，防止冒漿或灌漿管從孔口脫出；試水是用0.098MPa～0.196MPa壓力水作滲水試驗，采用灌漿孔壓水、排氣孔排水的方法，淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

檢查裂縫和管路暢通情況，然后關閉排氣孔，檢查止漿堵漏效果，并濕潤縫面，以利于粘結；灌漿應采用425號以上的普通水泥，灌漿壓力一般為0.294MPa～0.491MPa，壓漿完畢時漿孔內應充滿灰漿，并填入濕凈砂，用棒搗實，每條裂縫應按壓漿順序依次進行，當出現大量滲漏情況時，應立即停止泵堵漏，然后繼續壓漿。化學灌漿能控制凝結時間，有較高粘結強度和一定的彈性恢復力，結構整體性效果好，適用于各種情況下裂縫修補及堵漏、防滲處理。灌漿材料應根據裂縫性質、裂縫寬度和干燥情況選用。常用的灌漿材料有環氧樹脂漿液（能修補縫寬0.2mm以下的干燥裂縫）、甲凝（能灌0.03mm～0.1mm的干燥細微裂縫）、丙凝（用于堵水、止漏及滲水裂縫的修補，能灌0.1mm以下的細裂縫）等，環氧樹脂漿液具有粘結強度高、施工操作方便、成本低等有點，應用最廣。

灌漿操作主要工序是表面處理（布置灌漿嘴和試氣）、灌漿、封孔，一般采取騎縫直接用灌漿嘴施噴，不另設鉆孔。

嵌縫封堵法適用于結構允許開槽而寬度較大但數量不多的裂縫，如墩臺或路面混凝土的裂縫。工序為：開槽—涂刷界面處理漿—壓抹聚合物砂漿—養護。先用鑿子和扁鏟沿裂縫開槽，槽深和寬約3~5cm，呈U型，用刷子在槽底和兩壁均勻涂刷一層界面處理漿，在界面處理漿尚未硬化之前，將拌制好的聚合物水泥砂漿用抹刀壓入槽中，壓實抹平。在養護時不需要澆水，在濕空氣中即可，養護期間不得淋雨、日曬或風吹，最好覆蓋一層塑料薄膜。

3.2.3 結構加固法及混凝土置換法

結構補強加固法當裂縫影響到混凝土結構的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。用錨桿、鋼板、鋼筋混凝土等材料對結構作補強加固，可扼制裂縫進一步發展，恢復結構的整體性。

（1）錨桿常用水泥砂漿或樹脂灌注，錨桿與縫面夾角越大越好。漿液凝固后，錨桿成為結構的一部分，能增強結構的承載能力。采用預應力錨桿，錨固作用更明顯，甚至能使混凝土彌合。

（2）鋼板補強法，是將鋼板用粘合劑粘結在混凝土表面上，再用錨桿安裝固定。為了結合緊密，也就可先將鋼板固定，再灌漿充填鋼板與混凝土之間的孔隙。

（3）鋼筋混凝土補強法，是在原結構表面澆筑一層鋼筋混凝土，起到封閉裂縫，提高承載力，阻止裂縫發展的作用。

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

混凝土置換法是處理嚴重損壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施 工程實例分析

4.1 工程概況

新鄉第四水廠一期工程位于紅旗區西南角，北臨道清路，占地70000平方米，屬群體工程，其中包括沉淀池、清水池、廢水池、吸水井、液鋁池等多個大型現澆鋼筋混凝土水池。這些大型水池池壁高4～7.6米，均為10萬m2/d處理能力規模，設計要求水池完全無滲漏。

大型水池池壁高，迎水面延長米極長沉淀池長寬分別為107米和26米、清水池長為40米，但池壁厚度不厚，僅在260～300毫米之間，均為現澆鋼筋混凝土板壁。水池儲水量大，水壓力高，若施工技術措施不完備或施工不當，極易造成大面積滲漏水。

4.2 工程設想

(1)為防止因地基不均勻沉降而導致水池結構性開裂滲漏水，基礎地基加固采用砂墊層方法處理。

(2)防止大體積現澆鋼筋混凝土的收縮裂縫出現，在抗滲混凝土內摻入HEA高效防水劑和延長大型水池長度方向設置垂直伸縮縫。

(3)為提高現澆混凝土的抗滲性能，在混凝土池壁內外側涂抹防水劑。

(4)在工程施工過程中，采用一些技術措施進一步保證現澆鋼砼水池的抗滲性能。

4.3 工程抗裂施工措施

4.3.1 基礎地基加固

為減少基礎沉降，提高地基承載力，地基加固處理采用換填法，即采用砂墊層的方法。以保證結構沉降為柔性均勻沉降。

(1)根據地質勘察報告水池基底標高位于②3層黑灰色黏土層，流塑，土層較差，故基礎挖至④1層暗綠-黃色黏土層，土層性質硬塑-可塑，中壓縮性，土層較好；以④1層土層作為持力土層，其上的土層均用密實的砂墊層置換。

(2)砂墊層施工時先砌筑擋砂墻，再分層分皮（25毫米一皮，30米長一段）鋪砂，再澆水、振搗（平板振動機），經過貫落度檢測合格，進行環刀試驗，數據合格后再進行下一層施工。

(3)砂墊層干密度經測試為平均值為1.74×103kg/m3大于設計要求的1.6×103kg/m3。

4.3.2 優化混凝土配合比

為防止混凝土自身滲漏，采用抗滲混凝土，抗滲等級S6。由于大體積現澆鋼

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

筋混凝土易出現收縮裂縫，為提高混凝土的抗裂性能，在抗滲混凝土內摻入適量的HEA高效防水劑和設置垂直伸縮縫間距，沉淀池伸縮縫間距約為45米。

(1)HEA微膨脹防水的理論分析

HEA 高效防水劑會使混凝土產生適度膨脹在鋼筋部位的約束下產生0.2～0.8Mpa的預應力，能有效的補償混凝土的干縮和冷縮，同時由于HEA水化形成的大量鈣礬石晶體，具有填充細孔縫作用，使混凝土中孔徑下降，總空隙減少，大大改善了混凝土中孔結構的分布，使混凝土更加密實，顯著提高混凝土的抗滲抗裂性能及耐久性和抵抗周圍環境介質侵蝕的能力，防止鋼筋銹蝕。

HEA防水劑具有緩凝作用，能夠延長混凝土凝結時間，且凝結時間可根據工作需要進行調整，對于大面積施工水池非常有利。

HEA混凝土的早期強度及28天強度較基準混凝土提高10%以上，特別是早期強度的提高，對提高工程結構的安全性及防止混凝土早期膨脹能的損失都是有利的，因為混凝土收縮大部分發生的在早期，故HEA混凝土抗裂性能相對提高。

HEA的抗滲性能良好是因為HEA混凝土的膨脹與強度發展協調，使膨脹能得以充分發揮，另外由于HEA的優良減水效果，使混凝土孔隙率減小。密實度進一步提高。

(2)HEA施工控制點

①HEA的活性較大，稱量誤差大會影響混凝土的強度及坍落度，且不易控制，所以混凝土拌和時嚴格控制稱量誤差，稱量誤差在±1%。

②由于HEA具有與自身相容性的高效減水成份，攪拌時間控制應比普通混凝土延長30～60秒。

③保濕養護至關重要，混凝土初凝后即開始澆水和蓋麻袋養護，養護期不少于14天，要始終保持表面濕潤狀態，以不見白為原則。

④振搗必須密實，不能過振或漏振，采用專人專區負責制，以混凝土開始泛漿和不冒泡為原則。對于大直徑套管底部混凝土密實度，在施工過程中通過敲擊模板聽音的方法檢查。

(3)垂直伸縮縫采用橡膠止水帶

①橡膠止水帶因其延伸性能極好，可隨結構不均勻微沉降適當延伸而不產生裂縫，也不因自然溫度差異產生較大的熱脹冷縮導致材料微裂縫出現，有效地滿足了密封防水。

②橡膠止水帶采用埋入式位置居中。

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③止水帶的寬度為30毫米，XQ-2泡沫塑料填充，內外壁施作雙組份聚硫密封膏，密封膏密實，基層垃圾清理干凈、干燥。

④該工程采用SGJL-851II型雙組分室溫固化聚硫密封膠，其對混凝土具有良好的黏結力，并有寬闊的使用范圍，可在-550～110C溫度下長期使用。其最大伸長率不低于400%，恢復率不低于85%，在30C以下熱氧老化壽命長達105年以上。該雙組分配比在一般情況下為：基膏：硫化膏=100：10，但根據氣溫變化可適當增減硫化膏用量來控制密封膠的黏結強度。在施工工程中，嚴格測定大氣溫度，在100：8-12之間調整配比，保證了施工質量和密封膠的密封效果。

⑤橡膠止水帶應分倉施工，待填充XQ-2泡沫塑料后施工另一倉。4.3.3 內外防水劑

(1)池壁迎水面涂JK2050水性高效有機硅防水劑。

JK2050直接噴涂在混凝土表面，滲透到混凝土表層內5～8毫米，通過其于混凝土的澆合固化作用完全填補了混凝土表面的水化熱細微裂縫在混凝土表面形成永久性的不透水層，保證了混凝土池壁的抗滲性能。

(2)池壁外側涂刷氰凝

池壁外側±0.00以下及墊層面涂刷JK-19A優質改性氰凝，以阻隔地下水同混凝土池壁的接觸，該防水劑抗滲性能優良，耐沖刷，彈性好，抗裂性優異，且耐化學品介質腐蝕，最適合地下及室外防水涂膜。施工時每8小時涂抹一道共4到，保證其涂膜厚度達到100μm以上。

(3)防水劑施工需要先進行基層處理，保證混凝土表面無孔隙、無其它附著物，然后在清潔的表面上涂刷防水劑。

4.4 其他措施

(1)穿墻螺栓處理

加大穿墻螺栓的止水片寬度。通常穿墻螺栓止水片寬度為40×40毫米，但在高度5米以上水池池壁中使用，滲水機率較大，經過理論計算，決定采用75×75毫米的止水片，實踐效果非常良好。

根據混凝土的終凝時間和強度發展，池壁側模拆除規定在混凝土澆搗3天以后，以防止止水螺栓處混凝土的松動。采用微膨脹水泥漿分兩次修補穿墻螺栓洞，先將洞口清理干凈，再分兩次將洞補掉；第一次為洞深的2/3，間隔12小時后，再進行第二次修補，以防止砂漿出現收縮裂縫。二次修補完成后外墻面做成凸出饅頭狀保護層。

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

(2)嚴格控制混凝土塌落度在120+10毫米左右；對于大型防水套管底部混凝土澆搗，采用側壁開門子模的方法，并通過敲擊模板聽音的方法檢查大型套管底部混凝土密實度，保證套管底部不滲水。

(3)與設計加強聯系，改變套管等處加筋方法，防止鋼筋過密而影響混凝土的振搗密實度。

(4)加強施工過程中監控力度，配備充足施工機具和檢查人員。

通過對鋼筋混凝土水池池壁抗滲措施的研究、探討、實施，工程的整體質量取得了顯著的效果，所有鋼筋混凝土鋼砼水池經盛水實驗檢測均無滲漏，一次性通過驗收，達到了較好的水平，減少了應修補帶來的工期拖延和人力物力的浪費，并且積累了較豐富和全面的經驗，對于今后同類型結構的構筑物施工質量提供了有效的保證。

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施 結論與展望

鋼筋混凝土結構裂縫是影響建筑物滿足安全性、適用性和耐久性的一個非常重要的方面，建筑物的結構或構件常常由于各種不同的原因導致各種裂縫出現，是不可避免的，其有害程度是可以控制的，有害與無害的界限是由結構使用功能決定的。因此加強鋼筋混凝土結構出現裂縫原因的分析是非常重要的，設計、施工、材料等方面因素對鋼筋混凝土結構開裂的影響是相互聯系、相互制約的，必須全面系統的考慮。從裂縫的分類入手，弄清裂縫出現的原因，對裂縫采取措施加以正確的處理，能夠避免鋼筋混凝土結構裂縫的產生或者使裂縫盡可能將其有害程度控制在允許范圍之內,并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展，鋼筋混凝土結構裂縫問題將會逐漸得到圓滿的解決。保證建筑物和構件安全、穩定地工作。

淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

參考文獻

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第五篇：混凝土結構裂縫產生的原因及控制措施

混凝土結構裂縫產生的原因及控制措施

摘 要：大體積混凝土開裂后，其性能與原狀混凝土性能相差很大，嚴重影響結構的長期安全和耐久運行。本文分析了混凝土結構裂縫產生的原因和機理，從各個環節提出了預防裂縫的綜合措施，以確保混凝土質量，減少裂縫的發生。關鍵詞：混凝土 裂縫 水泥水化熱 溫度應力

一、混凝土結構裂縫產生的原因

鋼筋混凝土結構的裂縫產生的原因主要有三種：（1）由外部荷載引起的裂縫隙，按常規計算的各種荷載引起的；（２）由于結構的實際工作狀態與設計模型的不同而產生的結構次應力引起的裂縫；（3）由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素產生的變形應力引起的裂縫，施工中可采取措施避免。（4）大體積混凝土結構中，由于結構截面大，水泥用量多，水泥水化釋放的水化熱能產生很大的溫度變化和收縮作用，是導致大體積混凝土溫度裂縫的主要原因。

1．水化熱產生裂縫的機理

大體積混凝土結構的截面尺寸較大，在施工過程中，由水泥水化過程中釋放出大量水化熱，由于體積大，熱量不易散發，造成較大溫升，從而導致體積增大。當這種變形不受約束時，混凝土結構內部不會產生應力。但實際上這種變形肯定會受到約束，約束有兩種。一是混凝土與外部環境溫度差異引起的約束；另一種是由于內部的條件不同產生的約束，以上兩種約束產生的應力為溫度應力。

其次，濕度變化引起的混凝土內部各單元體之間相互約束，產生的應力為干縮應力。因為濕度傳導率遠小于熱度傳導率（約為1/1600），所以，它主要在混凝土表面附近：另外，混凝土自身體積變形不能自由伸縮所產生的應力，稱為自身體積變形應力；還有地基非均勻沉降、模板走樣也會產生變形應力。在以上非結構荷載作用下所產生的應力中，主要是溫度應力和變形應力。對于大體積混凝土結構施工，當混凝土澆筑體邊界無約束時（如底、頂板頂面），在早期水化熱溫度迅速升高階段，由于混凝土內、外散熱條件不同，形成溫度梯度，表面受拉，內部受壓。當拉應力超過混凝土抗拉強度時，混凝土表面就產生裂縫。在混凝土的降溫階段，混凝土的溫差引起的變形加上混凝土的體積收縮變形，受到地基和結構邊界條件的約束時，在澆筑體中央斷面產生內部拉應力，當該拉應力超過混凝土抗拉強度時，混凝土整個截面就產生貫穿裂縫。2．溫度應力的分析

根據溫度應力的形成過程可分為以下三個階段：

（1）初期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。

（2）中期：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。

（3）后期：混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相疊加。根據溫度應力引起的原因可分為兩類：

一是自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非性分布的，由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。例如，橋梁墩身、結構尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內部溫度高，在表面出現拉應力，在中間出現壓應力。

二是約束應力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。要想根據已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數情況下，需要依靠模型試驗或數值計算。混凝土的徐變使溫度應力有相當大的松弛，計算溫度應力時，必須考慮徐變的影響，具體計算這里就不再細述。

二、裂縫控制的基本原理及措施

大體積混凝土的裂縫控制是指杜絕有害裂縫，同時減少或避免不影響使用的混凝土表面裂縫。裂縫控制原理是：降低混凝土外約束與非線性降溫和收縮所產生的拉應力，提高混凝土相應齡期的抗拉強度和極限拉伸，以確保抗裂安全度要求。裂縫控制方法采取溫差與溫度應力雙控制方法，避免結構物出現溫度裂縫，同時調整混凝土表面濕度以防止表面干縮裂縫。結構裂縫產生的主要原因是降溫和收縮。任一降溫差包含水化熱引起的溫差和收縮當量溫差，又都可以分解為均勻降溫差和非均勻降溫差兩類。前者產生外約束力，它成為貫穿性裂縫的主要原因；后者引起自約束力，形成表面裂縫；只有同時控制好這兩類降溫差，才能減小和避免裂縫的產生。

控制混凝土裂縫，必須從混凝土產生裂縫的幾個主要原因入手，才能有效地將裂縫控制在充許范圍內。一般分為兩個控制階段，設計階段和施工階段。設計階段由設計人員對混凝土強度等級、鋼筋的品種、規格、建筑物的結構形式等統籌設計，有效進行裂縫控制。施工階段采取加入外加劑改善混凝土性能、降低水泥水化熱、降低混凝土內外溫差、設置施工縫或變形縫、加強混凝土中的配筋率等措施來減少混凝土的收縮，防止混凝土產生有害裂縫。1．合理設計施工配合比

由于大體積混凝土各項指標要求較高，并普遍采用泵送混凝土，因此合理設計配合比是有效控制和預防混凝土裂縫發生的基礎。應根據工程所處條件，對砂率、水灰比、水泥用量及摻合料用量等進行優化設計，選擇最優方案。

（1）砂率的選擇。適當砂率的選擇對控制混凝土的裂縫有積極作用，混凝土的干燥收縮隨砂率的增大而增大。由于砂率減小使粗骨料含量增大，在相同條件下混凝土的彈性模量較高，收縮量較小，而且由于粗骨料對收縮的約束作用，可減少開裂的可能。使用粗骨料，盡量選用粒徑較大，級配良好的粗骨料，在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中，摻總量不超過20%的大石塊，減少混凝土的用量，以達到節省水泥和降低水化熱的目的。

（2）選用中低水化熱水泥，可使水泥在拌和過程中水化熱釋放較小，顯著減少混凝土升溫，如選用礦渣硅酸鹽水泥，火山灰質硅酸鹽水泥、普硅非早強型水泥。充分利用混凝土后期強度，減少每立方米混凝土中水泥用量。

（3）采用混凝土雙摻技術，即在混凝土中加入優質粉煤灰，摻入量一般為水泥用量的20%左右，摻入緩凝型減水劑，用量為水泥用量的 1.0%左右。通過采用雙摻技術，減少水泥用量，降低水化熱并使混凝土在常溫下延長初凝時間。

（4）加入UEA或AEA膨脹劑，用量為水泥用量的14%左右，使混凝土在凝固過程中不產生收縮，還可以提高混凝土自防水能力。2．混凝土結構原料的控制

（1）材料的選擇，應優先采用水化熱低的水泥配制大體積混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥。在施工中避免使用含泥量高的集料，因使用含泥量高的集料會導致集料表面與水泥石的機械粘結力降低，而且會增加混凝土拌合物的用水量，不僅增加了混凝土的收縮，同時降低了混凝土的抗拉強度，導致收縮裂縫發生。

（2）采用降低水泥用量的方法來降低混凝土的絕對溫升值，可以使混凝土澆筑后的內外差和降溫速度控制的難度降低。

（3）摻合料和外加劑的控制。摻合料的質量對混凝土裂縫有顯著的影響，當前用的摻合料主要是粉煤灰或礦粉，它們可以提高混凝土的和易性大大改善混凝土工作性能和可靠性，粉煤灰對混凝土的早期干縮影響很大，使用細度較粗或含碳量高的粉煤灰會大幅度增加混凝土的需水量，從而加大混凝土的收縮導致開裂。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑。混凝土中摻入減水劑，不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善，同時又減少拌和用水，節約水泥，從而降低了水化熱。若是泵送混凝土，同時在炎熱的夏天，為了延緩凝結時間，要加緩凝劑，反之凝結時間過早，將影響混凝土的輸送和澆筑面的粘結，易出現層間縫隙，使混凝土防水、抗裂和整體強度下降。為了防止混凝土的初始裂縫，可摻加膨脹劑，如UEA膨脹劑等。3．澆筑時的控制措施

（1）加強混凝土的澆灌振搗，提高密實度。

（2）混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應下降15℃以上。

（3）采用兩次振搗技術，改善混凝土強度，提高抗裂性

（4）加強混凝土的養護及測溫工作。混凝土澆筑完畢后，應及時按溫控技術措施的要求進行保溫養護，保溫養護是大體積混凝土施工的關鍵環節，其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內外溫差值以降低混凝土塊體的自約束應力；其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強度，以提高混凝土塊體的抗裂能力，同時，在養護過程中保持良好的濕度和抗風條件，使混凝土在良好的環境下養護。具體應使混凝土澆筑塊體的里外溫差及降溫速度滿足溫控指標的要求，保溫養護的持續時間應根據溫度應力加以控制、確定，保溫覆蓋層的拆除應分層逐步進行；在保溫養護過程中，應保持混凝土表面的濕潤。施工人員需根據事先確定的溫控指標的要求，來確定大體積混凝土澆筑后的養護措施，如采用蓄水法保溫養護等。

三、結論

混凝土結構裂縫的發生的原因很復雜也是不可避免的，混凝土裂縫的防治重點在于“防”，而不在于“治”在采取了上述綜合性控制措施后，由于各種原因仍可能有少量的混凝土裂縫發生。當這些裂縫發生后，必須先查明裂縫產生的原因，判明裂縫的類型，才能選擇正確的處理方法，同時要通過合理設計混凝土配合比、正確選用原材料、合理設計建筑結構、加強施工監控、嚴格遵守施工技術規程、提高施工技術水平，這樣才有可能最大程度減少混凝土裂縫的產生，把裂縫寬度控制在設計范圍內，盡量減少裂縫造成的危害。

參考文獻

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