混凝土裂缝控制技术及其应用

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发布时间：2021-09-18

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混凝土裂缝控制技术及其应用
刘亚平
(中国混凝土与水泥制品协会，北京100831)
[摘要] 混凝土结构产生裂缝有多种原因，采取技术措施可有效控制裂缝，根据工程具体情况合理选择原材料，优化
配合比，适宜的拆模时间、养护时间和养护方式，可有效控制裂缝。
[关键词] 混凝土裂缝；配合比；拆模；养护
[中图分类号] TU755．6 [文献标志码] B [文章编号] 1001—523X(2010)12—0059~3
混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混
凝土的裂缝较为普遍，在建筑工程中裂缝几乎无所不在。尽
管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有
出现。
1 裂缝产生原因分析
混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变
化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合
格(如碱骨料反应)，模板变形，基础不均匀沉降等。这些因
素又可分为人为因素和客观因素。
人为因素：1)设计不当产生的裂缝。为追求建筑物的外
观样式，建筑物表面存在过多凹凸角，产生的凹角应力集中
导致出现裂缝。一些超长建筑物，很易出现伸缩裂缝。此
外，因设计的承重板件厚度太小，刚度减弱，板中受拉钢筋和
受压混凝土应力增大，致使板件出现穿透性裂缝。2)混凝土
材料使用不当产生的裂缝，比如：使用导致混凝土收缩性较
高的矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及水泥标号低或水灰比
高均易产生裂缝。水泥水化反应后，反应产物的体积与剩余
自由水体积之和小于反应前水泥矿物体积与水体积之和，形
成水化反应收缩。水泥的四种主要矿物的反应速度不同，水
化反应的需水量不同，化学反应收缩量也不同。如硫化三碳
在水化反应生成硅钙比为1．5的CSH凝时，水化反应的体积
收缩量为2．5％。由于水泥熟料中硫化三碳含量为50％～
60％，所以水化反应的浆体收缩量约为1．3％，而一般混凝土
中浆体含量约占1／3，故水化反应可导致混凝土体积收缩约
为0．43％，即浆体多的大流动性混凝土要多一些。又如在水
泥熟料中占8％～15％，所以水化反应的浆体收缩量为
0．56％～1．05％，导致混凝土体积收缩为0．2％～0．35％。
当体系中石膏消耗完毕会有一部分钙矾石转化为单硫型硫
铝酸钙，使已收缩的体积有所增加。至于硫化二碳，它的水
收稿日期：2010—09—15
作者简介：刘亚平(1968一)，女，毕业于哈尔滨工业大学，后获北京工
业大学硕士学位，高级工程师，现任中国混凝土与水泥制
品协会科技工作委员会秘书长，jE京宏鑫预拌砂浆混凝土
有限公司东站总工程师。
化反应速度仅为硫化三碳的1／10左右，对早期影响不大，一
二年后，如水分供应充足，硫化二碳水化反应充分，不但体积
不收缩，反而会有0．1％左右的增加。周围形成了薄膜，降低
了水化速度。由于体系中石膏多已消耗，其产物多为单硫型
铝酸三钙或铁酸三钙，水化反应收缩很少。总之，水泥水化
反应收缩量可达混凝土体积0．5％以上，是个不容忽视的数
量。在混凝土初凝前，水化反应收缩一部分反应在塑性收缩
中，在昆凝土初凝后的水泥水化反应收缩则主要形成混凝土
内部的毛细孔，在养护不及时或养护时间过短时，会产生收
缩裂缝。3)施工、养护方法不规范会导致混凝土产生裂缝。
如：新浇筑的混凝土表面泌水，在室外会很快的蒸发；或由于
新拌混凝土颗粒之间的空间充满了水，浇筑后的混凝土表面
受风吹、日晒、外部的高温度和低温度等因素的影响，随着混
凝土表面水分的蒸发，内部水分逐渐向外部迁移，继续蒸发
水分，造成混凝土在塑性阶段的体积收缩。塑性收缩一般可
达新浇筑混凝土体积的1％左右，大流动性混凝土有时可达
2％。在浇筑大面积平板(如楼板层)时，当表面日晒或风大，
内部水分迁移速度小于上表面水分蒸发的速度时，混凝土表
面的收缩应力远大于混凝土的抗拉强度，就会产生大量不规
则微细裂缝，如不及时抹压和覆盖保水养护，此类裂缝会迅
速向内部延伸，严重时会造成贯通裂缝。
客观因素：】)温度应力引起裂缝，目前温度裂缝产生主
要原因是由温差造成的。混凝土硬化期间水泥放出大量水
化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温
过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内
部出现拉应力。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裂能力时，即会出现
裂缝。2)收缩引起裂缝，收缩有很多种，包括干燥收缩、塑性
收缩、自身收缩、碳化收缩等等。如：混凝土硬化后，内部的
游离水会由表及里逐渐蒸发，导致混凝土由表及里逐渐产生
干燥收缩。在约束条件下，收缩变形导致