浅析常见商品混凝土裂缝形成原因及其防治和处理

潘仁爱，梁海区，唐明，李青川

（广西鱼峰混凝土有限公司，广西　柳州　545008）

浅析常见商品混凝土裂缝形成原因及其防治和处理

潘仁爱，梁海区，唐明，李青川

（广西鱼峰混凝土有限公司，广西柳州545008）

本文结合混凝土行业的工作经验，简要分析了商品混凝土在实际应用中各种裂缝问题产生的原因，并结合工程案例对裂缝形成原因进行分析，提出了一些预防、处理裂缝的方法和建议。

商品混凝土；楼面裂缝；防治及处理

混凝土裂缝是混凝土最为常见的质量问题，也是混凝土行业最为头痛的问题之一。杨文科先生曾在《现代混凝土科学的问题与研究》一书中提到“三十年前，谁敢说自己施工的混凝土工程有裂缝？今天，谁敢说自己施工的混凝土工程无裂缝？”[1]。由此可见，裂缝问题已经非常普遍，而且有的地区呈现愈演愈烈的态势。混凝土裂缝一直困扰着现场工程师，严重影响着现代商品混凝土的耐久性。根据笔者 5 年混凝土工作经验，一旦混凝土工程结构出现裂缝，首当其冲的就是负责供应混凝土的商品混凝土企业，不管是施工方，还是业主方，首先就是把责任归咎于商品混凝土企业，这给商品混凝土企业带来了恶劣的影响。因此，如何预防混凝土裂缝的出现，成为了混凝土行业技术人员的工作重点。

1　混凝土裂缝的分类

混凝土裂缝主要出现在混凝土凝结和硬化的过程中，大致可分为塑性收缩裂缝、干燥裂缝、温度裂缝和沉降收缩裂缝[2]。

1.1塑性收缩裂缝

新拌混凝土浇筑后处于塑性状态发生的收缩。特点是当表面的水份向外蒸发时引起的局部产生应力，当蒸发速率大于泌水速率时，会发生局部的塑性收缩开裂。如果浇筑完混凝土后没有及时养护，表面水份蒸发过快，会产生急剧收缩，而此时混凝土自身强度很低，不能抵抗这种变形应力从而导致开裂。混凝土塑性收缩裂缝见图 1。

图1　混凝土塑性收缩裂缝

1.2干燥收缩裂缝

混凝土凝固过程中多余水份蒸发，同时水泥开始进行水化作用，混凝土逐渐硬化，体积不断缩小。在收缩过程中表面和内部水化程度不一致而产生自应力，从而导致裂缝的出现，如图2。

图2　混凝土收缩裂缝

1.3温度裂缝

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。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化，从而产生温度裂缝，如图 3。

图3　混凝土温度裂缝

1.4沉降裂缝

由于地基或模板支架不牢，混凝土产生不同程度的沉降，从而出现裂缝，如图 4。

图4　混凝土沉降裂缝

2　裂缝形成原因分析

商品混凝土裂缝的产生通常与混凝土本身特性、混凝土原材料的质量、混凝土配合比设计、结构的设计、施工工艺和环境等有关。

2.1混凝土本身特性

当今商品混凝土在工程应用过程中，多采用泵送施工，对混凝土本身流动性要求过高。如在生产时混凝土的水泥用量增加、单位用水量增加、砂率和水灰比变大等因素变化，都会增大混凝土塑性收缩开裂出现的可能性。

2.2原材料质量

现在原材料向高强度化发展，其中水泥生产厂家盲目追求高细度、高早强、高 C3S 和 C3A，导致水化热过于集中、混凝土的拉压比降低，从而出现混凝土裂缝[3]。

当前粉煤灰、矿粉等掺合料普遍应用，如掺入过高的比例，不仅增加了构件开裂的风险，而且可能对耐久性带来严重的负面影响。

砂石质量也是影响混凝土产生裂缝的重要因素，其中的有害物质如云母、有机物质、轻物质、含泥量及泥块含量等，将会消弱水泥的粘结力，形成夹层，造成局部收缩变大，致使混凝土出现“薄弱区”，造成混凝土应力集中，产生开裂。

减水剂使用不当也是混凝土开裂的主要因素。当前，商品混凝土企业为了降低水泥用量，节约生产原材料成本，普遍掺用减水剂。减水剂掺量虽小，却对新拌混凝土和硬化后的混凝土性能影响很大，主要表现为减水剂的收缩率比控制不稳定，往往导致混凝土开裂。

2.3混凝土配合比

混凝土配合比设计时考虑不全面，存在缺陷，没有进行动态跟踪管理；设计材料、试配材料和生产材料质量品级相差较大，生产时常出现用水量波动较大、砂率大等弊病。

2.4施工原因

在施工前，未关注当地气候或当天天气情况，恶劣的天气同样容易使混凝土产生裂缝，受高温或大风影响，混凝土表面失水过快，造成混凝土毛细管中产生很大的负压而使混凝土本身体积急剧收缩，混凝土本身无法抵抗外界应力，从而产生裂缝[4]。

在施工过程中，施工单位为了加快施工速度，对混凝土提出“过大的坍落度要求，过短的凝结时间，过高的早期强度”等相互矛盾的不合理要求。施工不规范，过振、欠振、漏振，钢筋和线路管固定不准确不牢固，导致施工时钢筋和线路管变形，很容易产生顺筋裂缝。

施工结束后，对混凝土养护不到位或养护时间不够，以及过早拆模，混凝土强度不够就进行下一阶段的施工，在接触结构面会产生冲击，导致裂缝的产生。

3　工程案例与处理方案

3.1案例一

广西某工程，浇筑时间为 1月份，所浇筑的第三层梁板出现裂缝，工程业主方、监理方、施工方和商品混凝土供应方都极其重视。混凝土设计强度为 C30，对该部位进行鉴定、检测分析，10d 混凝土回弹强度为 22.6MPa，混凝土强度符合正常龄期强度水平。通过蓄水试验判断为非贯穿性裂缝，裂缝宽度最宽为 1mm 左右，最小为 0.5mm，呈上部大下部小的状态，裂缝深度在 10～40mm 不等，长度在 0.2～1.5m之间。

3.1.1原因分析

现浇梁板施工在 1月份，该地区正处于寒冬季节，早晚温差较大，中午气温在 20℃，夜间温度仅为 8℃，而且当晚到第二日中午都刮有强劲的北风，气候干燥导致混凝土失水较快，温度低导致混凝土早期强度发展缓慢。据现场施工员反映，在施工过程中，该梁板混凝土在泵送中采用车载泵，泵送管道较长，泵机压力不足，为使混凝土更利于输送，在运输罐车卸料时有加水情况，导致泵送至该梁板工作面时，该部位混凝土均匀性较差，出现轻微浆石分离。在施工结束后，也没有对浇筑梁板进行二次抹面和薄膜覆盖养护。因此，产生不规则裂缝。

3.1.2处理方案

出现裂缝后，工程业主、监理方、施工方和商品混凝土供应方积极商讨处理方案，进行裂缝处理。具体的处理方案如下：

（1）表面龟裂处理。将待处理的混凝土表面清洗干净，干燥后用细毛刷在表面龟裂纹处反复涂刷环氧树脂浆液，每隔一定时间（待前一次涂刷稍干）涂刷一次，涂刷厚度直至能盖住裂纹为止。

（2）对于明显裂缝，将表面清洗干净。以裂缝为中心轴线，沿裂缝两边 2cm 左右呈 V 字形凿开，用空压机冲吹干净。先用水性环氧树脂和固化剂按照 1:1 均匀配好（如过于粘稠可略加水稀释），嵌补于凹槽底部，后用防水微膨胀砂浆抹平压实，薄膜覆盖养护。

3.1.3后期跟踪

对该部位的处理效果进行跟踪观察，强度检测合格，而且没有出现漏水、处理部位沿新（旧）裂缝边缘发展以及水泥浆面剥落等现象，处理达到预期效果，处理效果如图 5。图 5 分别为裂缝处理前、处理过程中和处理后的效果。

图5　裂缝处理前后效果对比

3.2案例二

某工程，设计三层办公楼，强度为 C25，裂缝出现在顶层。对该层进行鉴定、检测分析，15d 混凝土回弹强度为26MPa 左右，混凝土强度符合正常龄期发展，混凝土结构没有问题。200 平方米的楼面，共有 4 条 0.5～1.8m 不等长度裂缝，拆模后，从下面观察楼面出现渗水现象，其中 3 条为贯穿性裂缝。

3.2.1原因分析

施工时间为 9月份，气温高而且干燥，混凝土失水较快、反应快，没有进行多次抹面而且没有采取养护措施，使得混凝土内部和外部温差大，温度应力产生，属于典型的温度裂缝。

3.2.2处理方案

由于属于顶层贯穿性裂缝，首先在整个 200m2的楼顶面清扫干净，再铺上Φ4mm×150mm×150mm 钢丝网，然后在上面浇筑 4～5mm 厚的细石防水微膨胀混凝土，收面养护好，28d 龄期过后，最后在上面做防水处理即可。

3.2.3后期跟踪

该工程已经投入使用两年半，目前没有出现混凝土脱落、漏水和渗水等现象，处理效果良好，但该部位我们仍将继续跟踪观察。处理前后对比如图 6。

图6　裂缝处理前后对比

3.3案例三

某工程，设计 18 层住宅楼，梁板强度为 C25，该栋楼分为 4 个单元，属于三房两厅两卫户型，在第 12 层的一个以四条梁为四边的格子内，出现无肉眼裂缝但渗水的现象，面积约为 20m2。对该层进行鉴定、检测分析，其他部位的混凝土强度正常，但该部位强度偏低，而且出现漏砂眼现象，渗水较为严重。

3.3.1原因分析

使用地泵作为输送设备，在进行混凝土泵送之前，先用水和砂浆润泵。据现场工人反映，润泵水和砂浆的混合物料没有用塔吊清走，而直接浇筑到该部位，使得混凝土与大量的润泵水混合，造成初始的 2～3m3混凝土因搅入过多的水而使强度偏低，属于严重违反施工规范的行为。

3.3.2处理方案

由于该混凝土已经混入过量水份，水灰比已经被改变，强度变低是不可逆的。而且属于小高层民房，出于安全和质量考虑，将该部位砸掉，边缘凿毛，重新支模，浇筑 C30 微膨胀混凝土。图 7 为渗漏处理图。

图7　渗漏处理

3.3.3后期跟踪

养护达到 28d 龄期后，对该部位进行技术鉴定，完全达到预计要求。

4　混凝土裂缝预防措施

对混凝土裂缝的修补相当于亡羊补牢，修补之后对混凝土耐久性的影响有待商榷，因此，各方应该加以重视。可喜的是混凝土裂缝是可以预防的，就是在混凝土浇筑前、浇筑过程中和浇筑结束后应该按照规范操作。

4.1配合比方面

选择质优、稳定的，大厂家生产的水泥，避免使用温度过高的水泥[5]，严禁使用安定性不合格的水泥；在选择矿物掺合料时，粒化高炉渣、粉煤灰应符合相应的国家标准，并在使用前做好各项技术指标的检测工作，控制好一种或两种掺合料的搭配比例；粗细骨料的质量，尤其是含泥量必须在控制范围内，此外粗细骨料的级配组合也应当合理；商品混凝土所使用的减水剂 28d 收缩率比不大于 120%；控制好混凝土的终凝时间适当降低砂率；针对板面混凝土，可适当增加混凝土的泌水量。

4.2施工方面

施工前因了解当地天气情况，避免在施工过程中遇到恶劣天气；浇筑前，应当多次检查模板、钢筋、线路管等是否按规定规范做好，浇筑混凝土前对模板进行充分的润湿，避免模板过干导致混凝土底部失水；施工过程中，严禁加水进行二次搅拌，对坍落度不满足施工要求的必须退还厂家处理，施工时避免过振、漏振、失振；在混凝土硬化前应当做好对混凝土进行多次抹面和收浆，特别是初凝到终凝之间，混凝土表面可能产生收缩裂缝，此时进行压面，可以很好的预防混凝土裂缝。同时新浇筑的混凝土不宜过早拆模，混凝土浇筑早期，由于水化热散发的峰值一般在 3d 以内出现，混凝土会产生表面会产生很大的拉应力，此时表面温度亦高于环境温度，若此时拆除模板，表面温度骤减，必然会产生温度梯度，表面附加的拉应力、水化热应力和混凝土干缩产生的应力，三力值叠加，很容易造成早期裂缝。当混凝土浇筑过程中突降中大暴雨且持续时间较长，应立即将已入模混凝土覆盖好并设置施工缝[6]，施工缝位置应满足设计要求GB 50204—2011《混凝土结构工程施工质量验收规范》。

4.3养护方面

混凝土抹面压实后要及时覆盖，终凝后进行养护，保证混凝土湿度。对于梁板等水平构件采用覆盖或者浇水养护，使混凝土在一定时间内保持水化作用所需要的适当温度和湿度条件；对于混凝土柱体采用薄膜布养护，用薄膜布把混凝土表面敞露的部分全部严密地覆盖起来，保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护；对于墙体混凝土采用薄膜养生液养护，薄膜养生液养护是将可成膜的溶液喷洒在混凝土表面上，溶液挥发后在混凝土表面结成一层薄膜，使混凝土表面与空气隔绝，封闭混凝土中的水份不再被蒸发，而完成水化作用。另外，在冬季做好混凝土的保温养护。

5　结束语

混凝土裂缝受原材料、施工工艺以及后期养护等诸多影响因素的影响。混凝土的很多裂缝，是因为各方的重视不够而造成的。对裂缝的预防不足，加上现场监管不严格，很多裂缝出现之后才想办法处理是混凝土行业长期以来的弊病。商品混凝土作为一种商品形式提供给施工方时仅仅是半成品，要避免混凝土裂缝的产生，除了混凝土供应商在原材料上严格控制、配合比合理优化，还需要施工方，尤其是现场施工技术人员的配合，现场的施工操作必须规范化。只要做好有效的预防工作，才能更好地防止裂缝的产生。

[1] 杨文科．现代混凝土科学的问题与研究[M]．北京：清华大学出版社，2012．

[2] 周忠．预拌混凝土早期裂缝施工现场的控制[J]．商品混凝土，2011(9)：76-77．

[3] 陈荣．浅谈预拌混凝土现浇楼板裂缝问题[J]．商品混凝土，2011(4)：69-70．

[4] 周英甫．某现浇混凝土楼板裂缝浅析[J]．商品混凝土，2012(12)：11-12．

[5] 陈小峰．泵送混凝土现浇楼板裂缝预防措施[J]．商品混凝土，2011(4)：71-72．

[6] 马安，仲怀宝，李大周．混凝土施工引起的开裂与对策[J]．商品混凝土，2012(12)：8-9．

［通讯地址］广西柳州市柳南区柳太路 62 号（545008）

潘仁爱，男，本科材料化学专业，助理工程师，广西鱼峰混凝土有限公司试验室主管。