浅谈混凝土收缩裂缝产生的原因

摘要：在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。文章对混凝土收缩裂缝的原因进行分析，以便在施工中采取措施控制收缩裂缝的产生。
　　关键词：混凝土裂缝防治
　　
　　在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。
　　塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐开成，出现沁水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阴挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与项底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。
　　缩水收缩（干缩）。混凝土结硬以后，随着表层水逐步蒸发，混度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失书，内部损失慢，因上产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承爱拉力。当表面混承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩在约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。
　　自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种种缩与外界温度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。
　　炭化收缩。在气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。
　　混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交借，成龟裂状，形成没有任何规律。
　　研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：
　　（1）水泥品种、标号及用量
　　矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土沁泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。
　　（2）骨料品种
　　骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大，收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。
　　（3）水灰比
　　用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。
　　（4）外掺剂
　　外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。
　　（5）养护方法
　　良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持混度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。
　　（6）外界环境
　　大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。
　　（7）振捣方式及时间
　　机械振捣方式比物工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定，一般以5~15s/次为宜。时间太短，振捣不密实。形成混凝土强度不足或不均匀；时间太长，造成分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，不层易发生收缩裂缝。
　　对于收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构（壁厚20-60cm）。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋（φ8~φ60cm）。小间距布置（＠10~＠15cm），全截面构造配筋率不宜低于0.3%，一般可采用0.3%~0.5%。