周 兵 林偉庭 黃觀傳

(1 惠州太勝預(yù)拌混凝土有限公司；2 博羅縣建鑫混凝土有限公司)(3 惠東縣現(xiàn)代預(yù)拌混凝土有限公司）

0 前言

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，大規(guī)模的基礎(chǔ)公用設(shè)施和大型住宅小區(qū)項目遍地開花。隨著科技的發(fā)展，商品混凝土攪拌站可以集中大量供料、泵車可以明顯提升施工速度、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具備自身穩(wěn)定、耐久性良好等優(yōu)點，已經(jīng)成為建設(shè)工程中最主要的建筑結(jié)構(gòu)，商品混凝土也成為建設(shè)項目中大宗的建筑材料。

伴隨著混凝土的大量應(yīng)用，由于各種原因，有部分工程項目在投入使用前或者是使用過程中出現(xiàn)裂縫、滲漏等現(xiàn)象，造成大量的返工、修復(fù)、工期延誤等損失。另據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，混凝土裂縫、滲漏之類的投訴在住宅交易投訴中占比越來越大。

最近幾年，由于執(zhí)行嚴格的環(huán)保管理，再加上混凝土原材料很多屬于不可再生資源，混凝土原材料的獲取變得越來越困難，各種原材料低劣化情況越來越嚴重?；炷猎跐仓跗陂_裂和在一定年限內(nèi)出現(xiàn)開裂、滲水等現(xiàn)象層出不窮，混凝土裂縫已經(jīng)成為一種工程質(zhì)量通病。加之民眾對居住環(huán)境要求和自我維權(quán)的法律意識越來越高，對建筑工程外觀質(zhì)量和使用功能提出了更高的要求。因此研究和分析混凝土裂縫形成的原因，從源頭上找出預(yù)防和降低混凝土開裂的具體措施，對建設(shè)工程質(zhì)量和經(jīng)濟都是有積極意義的研究課題。

1 混凝土裂縫成因分析及相關(guān)預(yù)防處理措施

混凝土是一種非勻質(zhì)的多項復(fù)合材料，其抗拉強度遠小于抗壓強度，屬于脆性材料。這種材料本身就不可避免的存在薄弱環(huán)節(jié)，難免出現(xiàn)材料斷裂和傳力中斷，在微觀上，這種材料斷裂和傳力中斷就屬于微觀裂縫，也叫裂隙，我們?nèi)祟愓嬲庋勰芸吹降牧芽p寬度一般都在0.05mm 以上[1]。

傳統(tǒng)的裂縫分析一般是對裂縫類型或者是裂縫種類進行判斷和處理，而在此文中，根據(jù)作者在混凝土行業(yè)從業(yè)十多年來總結(jié)的經(jīng)驗，提出按裂縫出現(xiàn)的時間來判斷裂縫成因，以及對裂縫的主要成因來進行針對性的控制、調(diào)整，以期到達預(yù)防、控制和降低裂縫出現(xiàn)的機率。

1.1 混凝土裂縫在澆筑24 小時內(nèi)出現(xiàn)

混凝土澆筑24 小時內(nèi)出現(xiàn)的裂縫，最主要的形成原因有：塑性收縮、失水干縮、荷載過早等幾方面；比較少見的原因有：支模不穩(wěn)、計量失誤、用錯材料、用錯配合比等。

塑性收縮主要出現(xiàn)在混凝土初凝階段至終凝階段，此時混凝土從流態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變，水泥開始水化，產(chǎn)生膠結(jié)并放出熱量。如果混凝土水灰比過大、砂率大或者體積穩(wěn)定性差，很容易在此時段出現(xiàn)塑性收縮開裂。這種開裂可以通過控制原材料質(zhì)量和調(diào)整配合比來實現(xiàn)預(yù)防，在原材料質(zhì)量方面做到選擇適應(yīng)性良好的混凝土外加劑，控制進廠砂、石甚至膠材之間的合理級配，降低原材料含泥量；在配合比生產(chǎn)調(diào)整方面控制好摻合料用量、外加劑用量、砂率、漿骨比的合理使用，盡量減少自由水、調(diào)整好保水性和坍落度，可以有效的預(yù)防此類開裂。另外，在終凝前發(fā)現(xiàn)此類裂縫也可以采用復(fù)震、二次抹壓等措施來及時處理。

失水干縮多見于混凝土終凝前后，有時也會伴隨著塑性收縮在初凝階段就出現(xiàn)。此類裂縫僅靠調(diào)整配合比不能得到有效預(yù)防，主要依靠施工養(yǎng)護工藝。一方面需要調(diào)整施工配合比，提高混凝土保水性和控制好坍落度；另一方面需要提前和施工單位做好技術(shù)交底，要求施工單位在初凝階段就進行覆膜養(yǎng)護或者補水養(yǎng)護。正常情況下，施工養(yǎng)護到位能有效降低失水干縮開裂的機率。

荷載過早造成的裂縫多見過混凝土終凝前后，此時混凝土中水泥剛開始產(chǎn)生強度，還達不到上人或者上物的程度，有些趕工期的項目就會安排放線、拆邊模、上鋼筋等工作程序，造成板面因為承載力不足而形成裂縫。此類裂縫需要商品混凝土公司控制好凝結(jié)時間，施工單位合理安排工期和工序才能解決。

1.2 混凝土裂縫在澆筑后一周內(nèi)出現(xiàn)

混凝土澆筑24 小時后至一周內(nèi)出現(xiàn)的裂縫，最主要的形成原因有：溫差裂縫和應(yīng)力重分布裂縫等方面。比較少見的原因有：基礎(chǔ)不均勻變形、支模剛度不足、不均勻荷載、瞬間超載等。

溫差裂縫多出現(xiàn)在混凝土澆筑完成后的第三天前后，此時段正是混凝土強度快速增長期，也是水化發(fā)熱的高峰期。如果混凝土體積較大或者強度等級較高，此時混凝土內(nèi)部富集的溫度可達到80℃甚至以上，如果保溫措施不到位或者沒有做保溫養(yǎng)護方案，很容易出現(xiàn)溫差裂縫[2]。溫差裂縫的預(yù)防首先可以在配合比調(diào)整方面做功夫，在保證后期強度的情況下，盡量提高摻合料的用量，這種調(diào)整方法可以降低水化熱總量；另一種調(diào)整方法就是延緩混凝土凝結(jié)時間，拉長混凝土水化時間，以時間換空間，降低水化熱峰值。此外，配合施工單位制訂合理的保溫和控溫養(yǎng)護措施，也能有效的降低溫差裂縫出現(xiàn)的機率。

應(yīng)力重分布造成的混凝土裂縫多見于澆筑完成后的一周內(nèi)，容易出現(xiàn)在梁板交接、板柱交接、柱墻交接、承臺和筏板交接等應(yīng)力有差異的部位。此類裂縫出現(xiàn)的原因分析：混凝土早期強度增長速度快，特別是在體積較大、強度較高、熱量容易富集的位置，強度增長速度比周圍薄體結(jié)構(gòu)快，因強度差出現(xiàn)應(yīng)力重分布，薄體本身脆性就較大，更容易在接近強度高、剛性大的結(jié)構(gòu)附近出現(xiàn)裂縫。設(shè)計配筋的問題，設(shè)計應(yīng)該盡量采用細而密的鋼筋布置方案，但有時考慮的施工澆筑等因素，會采取等強度置換較粗的鋼筋，調(diào)整鋼筋間距，方便混凝土澆筑。較粗的鋼筋剛性大、變形小，混凝土的本身存在一定的變形模量，在剛性大的部位無法產(chǎn)生變形，變形應(yīng)力就集中到剛性較弱的部位產(chǎn)生裂縫。應(yīng)力重分布造成的裂縫，僅依靠調(diào)整混凝土配合比不能得到有效控制，需設(shè)計和施工單位配合才能解決。

應(yīng)力重分布的混凝土裂縫還有一種原因，可能是超筋破壞造成的，只是一種估計和推斷，畢竟不是專業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計師。從一個實際案例來解說：清明節(jié)前，公司同時澆筑兩塊底板（項目甲、項目乙），混凝土強度等級一致，總方量差異不大，現(xiàn)場施工條件也基本一致，承臺厚度、底板平均厚度相差不大，項目乙承臺比項目甲深0.8m～1.2m。項目甲屬于本地中小型房產(chǎn)開發(fā)商項目，開發(fā)商現(xiàn)金流量好，不差錢，要求用最好的水泥和最好的河砂；項目乙屬于國內(nèi)大型開發(fā)商項目，有自己的專業(yè)優(yōu)化團隊，講究經(jīng)濟實惠，要求性價比。混凝土配合比中膠凝材料用量和品牌一致，細骨料項目甲純河砂（細度模數(shù)2.8 左右），項目乙摻一半機制砂（細度模數(shù)3.0左右），碎石規(guī)格和產(chǎn)地一致（項目乙用量比項目甲少20kg），外加劑廠家一致（項目乙摻量比項目甲高兩個點）?，F(xiàn)場鋼筋配置方面，外行肉眼都能看出來，項目甲用得鋼筋比項目乙要多且鋼筋直徑粗。澆筑后的養(yǎng)護情況，項目甲初凝階段就開始覆膜養(yǎng)護，項目乙人工澆水養(yǎng)護（因清明節(jié)期間下雨，其實只有第一天澆過幾次水）。澆筑完畢后第二天到現(xiàn)場查看，兩個項目都沒有明顯發(fā)熱情況，也沒有發(fā)現(xiàn)裂縫；第三天兩項目底板有輕微發(fā)熱情況（混凝土表面和環(huán)境溫差不超過10 度，不至于造成溫差裂縫），項目甲開始出現(xiàn)少量裂縫，裂縫位于承臺附近，項目乙沒有發(fā)現(xiàn)裂縫；第四天底板有輕微發(fā)熱情況（和環(huán)境溫差不超過10 度），項目甲裂縫增多，位置仍然是承臺附近，項目乙沒有發(fā)現(xiàn)裂縫；第五天底板發(fā)熱情況不明顯，項目甲在地梁附近發(fā)現(xiàn)裂縫，項目乙沒有裂縫；第六天底板基本不發(fā)熱，項目甲沒有新增裂縫，項目乙在承臺附近出現(xiàn)兩條裂縫；第七天底板基本不發(fā)熱，兩個項目都沒有新增加裂縫，現(xiàn)場實體回彈強度均達到80%以上。分析對比兩個項目的配合比和施工養(yǎng)護工藝，項目甲均優(yōu)于項目乙，按道理項目乙沒有覆膜，雨水直接接觸混凝土表面，更容易成生溫差裂縫，但實際上沒有發(fā)生溫差裂縫。和部分砼行一起分析原因，兩個項目最大的差異就是項目乙有專業(yè)團隊進行了鋼筋優(yōu)化，項目甲沒有進行鋼筋優(yōu)化，可能是項目甲形成了超筋破壞。

1.3 混凝土裂縫在澆筑后幾個月至幾年內(nèi)出現(xiàn)

混凝土在澆筑后一個月至幾年內(nèi)出現(xiàn)裂縫，最主要的形成原因有：結(jié)構(gòu)變形和有害化學(xué)物質(zhì)侵蝕等方面。

結(jié)構(gòu)變形造成的混凝土裂縫主要因素有基礎(chǔ)不均勻沉降、荷載（動載）過大、材料彈性模數(shù)不同步、伸縮縫及后澆帶變形、熱脹冷縮變形等。結(jié)構(gòu)變形造成的混凝土開裂已經(jīng)不是混凝土質(zhì)量所能控制的，需要進行專業(yè)的加固和修補處理。

有害化學(xué)物質(zhì)侵蝕造成的混凝土開裂主要形式有：酸雨侵蝕造成的混凝土表面風(fēng)化開裂、氯離子侵蝕鋼筋造成混凝土膨脹開裂、硫酸根等有害化學(xué)物質(zhì)造成的剝離、甚至正常環(huán)境下的混凝土碳化等。有害化學(xué)物質(zhì)侵蝕造成的開裂是長期的、緩慢的混凝土老化問題，很難從根本上得到控制，只能找出有害化學(xué)物質(zhì)的來源，切斷或中和化學(xué)反應(yīng)途徑，減輕侵蝕程度從而延長混凝土壽命。

2 結(jié)語

混凝土裂縫問題越來越普遍，已經(jīng)成為工程質(zhì)量的一種通病。一方面，現(xiàn)在用于混凝土中的材料，從最初的三種變成了五種甚至多種的復(fù)合材料。材料的多樣性，加劇了混凝土自身出現(xiàn)裂縫的機率。因此，使用任何一種材料，我們都要小心謹慎，不僅僅要關(guān)注材料本身對混凝土強度的影響，更要關(guān)注材料對混凝土耐久性的影響。另一方面，現(xiàn)在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中，普遍存在加水澆筑、工序不規(guī)范、養(yǎng)護不及時（甚至不養(yǎng)護）、趕工期搶進度等各種危害混凝土結(jié)構(gòu)的不良施工工藝。

混凝土出現(xiàn)裂縫的原因很復(fù)雜，就目前而言已經(jīng)涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程施工、建筑材料、化學(xué)分析等多種學(xué)科，想要從根源上解決，需要進行跨學(xué)科、跨單位合作。限于個人學(xué)識儲備和工作單位對關(guān)注問題角度的限制，在此提出一些個人淺見，拋磚引玉，希望廣大建筑同行能找到更切實可行的解決方法。