钢筋混凝土裂缝的成因机理及控制策略

　　混凝土裂缝是钢筋混凝土施工中常见的问题，没有规律，纵横交错，分布不均。按裂缝深度的不同，主要有表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种。钢筋混凝土裂缝产生的原因很复杂，采取应对的预防及处置措施也是不同的。在实际施工过程中，需要按照规定的步骤操作，控制好设计、施工工艺、养护等关键环节，合理地选择原材料，采取预防和正确的控制措施，才能更好地控制钢筋混凝土裂缝的产生，从而保证工程质量的提高。现根据多年来现场施工的实践经验和教训，本文对钢筋混凝土施工中裂缝的成因和处理措施做一下探讨。

　　1 钢筋混凝土裂缝的类型

　　各种钢筋混凝土的裂缝类型中，最常见的主要有以下 2 种情形：（1）塑性收缩裂缝：日凝结硬化前的混凝土依然在塑性状态时，水分从混凝土表面易蒸发，因失水较快使表面发生收缩，而内部水化热过高，浇筑数小时仍处于塑性状态，混凝土暴露的表面收缩形成裂缝。裂缝深度一般不大，大多为不规则短裂缝、网状或爆裂状裂缝，呈互不连贯状态。这种裂缝大多出现在混凝土浇筑初期。（2）干燥收缩：通常在混凝土养护完以后出现。混凝土硬化后，混凝土表面缺乏水分，由于气候影响蒸发引起干缩，混凝土内部硬化程度不够，产生较大的拉应力，干缩变形因受到内部约束，就会使得混凝土表面被拉裂。一般产生在硁表面很浅的位置，裂缝呈平行线状或网状，分布多沿构件的方向，严重时可贯穿整个构件截面。

　　2 裂缝的成因及机理

　　正确认识和积极的探讨钢筋混凝土裂缝的成因，从而采取相应的预防措施，是控制和减少钢筋混凝土裂缝产生最有效的途径之一。

　　2. 1 水泥温度变化的影响

　　钢筋混凝土施工过程中，水泥水化过程要释放出一定的热量，如混凝土结构较厚，因其自身又具有一定的保温性能，使得水化过程中产生的大量热量得不到及时散发，在混凝土内部热量不断累积。而混凝土表面水分易蒸发，温度冷却快，导致混凝土结构内部与表面的温度差增大。内热外冷导致混凝土表面冷缩，内部热胀产生的应力，相互约束。

　　受到外界约束的作用，根据混凝土自身的特性，高温时弹性变量小，产生的变形较小，混凝土内产生的应力也较小。当混凝土内由于水化热得不到散发而膨胀使表面变形，变形会遭到内部应力的约束，但内部应力超出极限值时，变形较大，结构内随之产生较大应力，应力超过混凝土抗拉强度时，产生温度裂缝。在后期的降温过程中，因受到基础混凝土或老混凝土的约束，也会在混凝土内部出现拉应力。外部气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗拉能力时，就会出现裂缝。

　　2. 2 钢筋混凝土材料及配合比的影响

　　混凝土材料配合比若设计不当将直接影响砼的抗拉强度，造成混凝土开裂。粗细骨料的粒径越细小、针片含量越多，混凝土的用灰量、用水量越多，收缩量就会越大；混凝土外加剂、矿物掺合料的选择或者掺加量不当，也会增加混凝土的收缩；水泥品种的原因，矿渣水泥、火山灰水泥干缩性较大，普通水泥、硅酸盐水泥、粉煤灰干缩性较小；水泥等级及混凝土强度等级的原因，水泥等级越高、细度越小、早期强度越高对混凝土开裂的影响越大；混凝土的设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。

　　2. 3 外部气温的影响

　　钢筋混凝土施工时外部气温的影响很大，外部气温出现乍冷乍热，内外层混凝土温差会急剧增大，温差大对钢筋混凝土施工是极为不利的，将直接影响混凝土的质量。因为温差引起温度应力的变化，温差大，随之温度应力也会变大。比如在高温条件下，混凝土表面的水分蒸发加快，混凝土内部热量难以消散，内部温度升高，加上不易散热，混凝土内部热量不断的累积，持续时间长，内部的体积膨胀，强度不能承受表面的急剧收缩，产生的体积内涨外缩，从而导致裂纹产生。因此，浇筑完成后，应及时养护，尽量消除或减小混凝土内外温差引起的温度应力，才能尽可能地避免钢筋混凝土出现裂缝。

　　3 控制钢筋混凝土裂缝对策

　　控制和预防钢筋混凝土裂缝是有一定难度的，要尽量避免或者控制在合理范围内，就一定要从设计、施工工艺、养护等各个阶段采取有效措施。了解混凝土内外温度变化的规律，尤其是对温度应力的控制，合理选用混凝土的各种原材料，严格控制水泥的用量。在施工过程中，应适量掺加合适的矿物掺合料和外加剂，优化混凝土配合比。认真研究混凝土裂缝形成的原因，区别对待各种不同类型的裂缝，分别采取合理的处理方法。施工中预防措施要做到位，按规范规定施工，实时进行温度监测，加强养护，以保证工程的质量。

　　3. 1 混凝土的配合比

　　为了防止钢筋混凝土裂缝的产生，应优化混凝土的配合比，具体的措施如下：要严格控制集料级配和含泥量，掺加适量的矿物掺合料，选择恰当的水灰比，并且在满足强度要求的原则下尽可能的减少混凝土中水泥用量；可加入早强剂、缓凝剂、速凝剂、引气剂、减水剂等外加剂，改善混凝土的性能；夏天高温天气拌合混凝土时可用冰水将碎石冷却以降低温度；浇筑厚大体积混凝土时，应选用水化热较低的水泥；配制高强度混凝土，应选用硅酸盐水泥。

　　3. 2 施工工艺

　　利用施工工艺措施控制温度应力，在混凝土浇筑时要控制好浇筑层厚度和浇筑的速度以便于散热。在浇注时，可采用分层分段施工的方法，降低单位浇筑体积，扩大散热面积，利用浇筑面来散热。可在混凝土拌合物拌合用水中加入部分碎冰，以降低混凝土的温度。控制好入模温度和坍落度。还可采用人工导热，预埋冷却水管用循环水降低混凝土温度。

　　浇筑混凝土前应对钢筋上的油渍、泥浆等污物和氧化铁皮进行清除，以免影响粘结力。钢筋的位置、规格和保护层厚度要符合设计的要求。模板及支架结构应简单，制造与装拆方便，并且应具有足够的承载力、刚度和稳定性。模板安装的位置要准确、牢固，在施工中应避免变形。混凝土运输、浇筑的全部时间应在混凝土的初凝时间内完成。混凝土振捣操作应合理，过分地振捣对砼的均匀性有害，但振捣不足又不能保证砼应有的密实度，要恰到好处，以使得混凝土表面现出浮浆、不再出现气泡并不再沉落为准。

　　3. 3 混凝土养护

　　混凝土的早期养护，其主要目的在于保持适宜的温度和湿度条件，以便达到更好效果：首先要使混凝土免受不利温度、湿度变形的影响，防止有害的收缩；其次要使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和性能。

　　混凝土的保温要达到的要求如下：控制混凝土内外温差幅度，以防止混凝土表面裂缝的产生。要防止混凝土温度超低，使混凝土在施工期的最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。防止旧混凝土与新混凝土之间温差过大，以减少新旧混凝土间的约束。

　　另外，养护是为了使混凝土正常硬化，强度增长，不受或少受外界影响。常用的养护方法有保湿覆盖或喷洒养护剂等方式，在雨天或养护水充足的条件下，可采取洒水湿养护方式，对一般的混凝土结构，要减少表面收缩，防止龟裂是可行的。要在达到规定时间或强度后方可拆模，当气温骤降时应进行表面保温，以免混凝土内外产生过大温差；施工中长时间暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在冬季或寒冷天气时应采取保温措施，拆模后要立即覆盖或及时回填，消减外界气候的影响。

　　4 结束语

　　减少钢筋混凝土裂缝的产生，就需要严格的把好工程的质量关，充分考虑材料组成、施工工艺、养护与温控等各种因素的影响，采取措施控制温度应力问题，按照规定的施工工艺步骤操作，控制好施工过程的各个环节，是能够有效防止裂缝的产生，以提高钢筋混凝土工程质量。

　　在具体施工中应多观察、多比较，当出现问题后要多分析、多总结，并积极采取各种预防处理措施，是可以尽量减少或避免钢筋混凝土裂缝的产生。

　　参考文献：
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