混凝土早期裂缝探析

　　混凝土是当今应用量最大的一种建筑材料，广泛用于工业与民用建筑、水利、交通、城市建设等工程。混凝土最大的缺点就是裂缝，混凝土结构的破坏和建筑物的倒塌，也都是从结构裂缝的扩展开始而引起的。特别是现在预拌混凝土和高性能混凝土的大量应用，使混凝土的各类裂缝显得更为突出。但是，绝对没有裂缝的混凝土是不存在的，因此，对混凝土的裂缝成因进行分析、探讨、采取有效措施去抑制混凝土裂缝向有害方向发展是必要的。

　　1 工程实例

　　某工程地下室三层，地上二十三层，采用全现浇框架剪力墙结构。在地下室施工至第二层时，发现出现大量早期裂缝，裂缝规则的分布在地下室板底和次梁，方向垂直于次梁，宽度多为0.1-0.2mm，最宽的达到0.25mm，长度贯穿框架格，底板有渗水现象。板和次梁混凝土设计强度C30，白天施工是环境温度为30°C左右。

　　这引起建设单位、施工单位、监理单位的高度重视，对裂缝的产生原因、是否属于结构裂缝、裂缝是否发展、是否贯穿底板，都需要一一深讨、分析、确认。通过对裂缝的观测、结构设计的重量计算、查阅施工记录、查阅原资料及其混凝土配合比的有关资料，发现结构设计符合标准、绝大多数裂缝并未发展，只有极少数裂缝贯穿底板。经过专家分析，认为是混凝土的收缩裂缝造成的，其主要原因是使用的当地砂属特细砂，施工过程中养护方式不当，混凝土表面风干失水而造成混凝土的塑性收缩开裂。而后施工单位采取措施、改变养护方式，后来同部位基本未出现同类型早期裂缝。

　　2 混凝土裂缝分类及其成因

　　混凝土裂缝根据形成原因、形成时间，总的可以分为以下几大类：

　　2.1结构性裂缝

　　造成混凝土结构性裂缝的原因有：基础不均匀沉降、龄期不够过早的承受荷载、过早拆模、超负荷使用、施工控制不当、碰撞作用、设计方面的原因等。这类裂缝必须认真对待，采取措施，保证结构安全，本文对这类裂缝不赘多述。

　　2.2早期裂缝

　　混凝土早期裂缝多少因为混凝土生产控制、施工过程中的振捣和养护引起的。并且多为收缩开裂。混凝土的收缩包括塑性收缩、干燥收缩、温度收缩、碳化收缩。

　　（1）塑性收缩

　　塑性收缩发生最早，在干燥收缩之前，当混凝土还处于塑性阶段，由于新拌混凝土蒸发失水而引起的，此类收缩裂缝常见于混凝土板、路面、梁等大面积暴露的结构表面呈直线形，长度可达1-2m，深度可能局限于混泥土表面较浅区域，也可能贯穿整个结构。

　　把新拌混凝土暴露于高蒸发速率的环境中是形成这类裂缝的共同原因。新拌混凝土颗粒之间的空隙充满水分，当高风速、低相对湿度的、高的环境温度和混凝土本身的高温等因素作用时，水从浆体向表面移动，从表面脱水，从而产生毛细管负压力，随着失水增加，负压力也增大，就产生收缩力，使新拌混凝土浆体产生收缩。当收缩力大于基体的抗拉强度时，在表面就出现开裂。

　　（2）干燥收缩

　　干燥收缩是最为常见，其主要原因是水分在混凝土开始硬化后较长时间产生的水分蒸发引起的。

　　由于混凝土中骨料的干燥收缩很小，因此混凝土的干燥收缩主要是水泥石干燥收缩造成的。由于混凝土蒸发、干燥过程非常的缓慢，产生干燥收缩裂缝多数在一个月以上，又是甚至一年半载，而且裂缝产生在表层很浅的位置，裂缝细微，有时呈平行线或网状，常常不被人们注视。但是，由于碳化和钢筋的腐蚀作用，干燥收缩裂缝不仅严重影响薄壁结构的抗渗性和耐久性，也会使大体积的混凝土的表面裂缝发展成为严重的裂缝，影响结构的耐久性和承载能力。

　　影响混凝土干燥收缩的因素主要有水泥品种用量、用水量、骨料、砂率、外加剂（特别是某些减水剂有增大混凝土干燥收缩的趋势）、掺和料、混凝土的养护（养护不当会增大混凝土的干燥收缩）

　　（3）温度收缩

　　温度收缩是在混凝土初凝后，混凝土水泥石具有一定强度时，由于相对于混凝土初凝或稍后阶段的温度较低而产生的。其实就是内外温度差产生收缩、产生裂缝。

　　（4）碳化收缩

　　碳化收缩是大气中的CO2在存在水的条件下与水泥水化物Ca （OH）2作用生成CaCO3、硅胶和铝胶和游离水而引起的收缩。产生收缩的原因在于这些游离水的蒸发。碳化作用必定产生游离水，游离水蒸发时产生毛细管张力，从而引起浆体收缩。

　　碳化作用和碳化收缩均发生在混凝土表面，对碳化收缩影响最大的是相对湿度。

　　3 混凝土裂缝抑制

　　如上所述，收缩是混凝土固有特性，特别是流动性混凝土的大量采用，更加剧了混凝土的收缩，裂缝出现的可能性更大。然而也仅仅是可能性，并非必然。

　　但在实际工程中，裂缝确实是大量的存在。究其根源不外乎混凝土材料、施工、养护等原因。抑制裂缝的产生也应当从这三方面入手。

　　3.1混凝土材料

　　混凝土的强度主要取决于水泥石的强度及其骨料表面的粘接强度。混凝土的收缩也有很大部分来源于水泥石的收缩，不同品种和质量的水泥，收缩变形值也不相等，混凝土中的水泥用量越大和水灰比（w/C）越大，收缩量则越大。

　　在混凝土的内部，骨料对水泥石的收缩其约束作用，骨料含量越大，收缩越小，粒径大者，对水泥浆体收缩的约束大，而却达到相同稠度的所需用水量少，收缩也越小。

　　需要特别关注的是水泥的细度和骨料的含泥量。水泥的细度越细，水化越快。水耗越多，混凝土越易产生收缩、产生开裂。骨料的含泥量会弱化界面结构、降低界面强度，混凝土越易开裂。

　　3.2施工方面

　　施工方面引起混凝土出现裂缝是原因主要是不正确的振捣方式。

　　不正确的振捣方式造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂或造成混凝土砂浆大量向低处流淌，致使混凝土产生不均匀沉降收缩。特别是商品混凝土如果采取二层振捣和多次抹面，让塑性沉降裂缝和干缩裂缝及时愈合。同时可以消除因塑性沉降而引起的内分层，阻断因泌水而留下的连贯通道，改善骨料界面结构，提高混凝土的强度和抗渗性。

　　3.3养护方面

　　现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后，若表面不及时覆盖、浇水养护，表面水分迅速蒸发，很容易产生收缩裂缝。特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下，干缩更易发生。

　　所以，完善及时的养护，高温湿养护等工艺可加速水泥的水化作用，减小收缩量，降低收缩裂缝出现的可能性。

　　4 结语

　　混凝土的早期裂缝是客观存在的，应该从混凝土的生产制造商、施工及结构设计等方面采取防治措施。本文从混凝土早期裂缝的成因、分析经行探讨分析，希望能引起业界人士对其重要。

　　参考文献：

　　1、王铁梦.工程结构裂缝控制.中国建筑工程出版社

　　2、徐伟等.商品混凝土的材料性能对混凝土早期裂缝的影响分析.建筑施工2001,9