王海涛

摘 要：近年来由于我国经济的高速发展，水泥年产量均超过20亿吨，居世界一半以上。虽然混凝土的出现将近两百年了，但至今仍属于实验科学。本文针对通过总结现场经验，从施工环境、原材料、施工过程等方面分析混凝土裂缝产生的原因。

关键词：混凝土；裂缝；施工

1裂缝的分类

1.1从外观上划分

砼裂缝表观上分成两类，分别是微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝是指肉眼看不到的一种不连贯裂缝，他是混凝土的固有属性。宽度一般小于0.05mm。这种混凝土本身存在的裂缝，如果工作荷载不超过设计允许的条件下，一般看做是对构建无害的。宏观裂缝是指眼睛能够分辨的清的裂缝，一般宽度在0.05mm以上，一般工程上认为当裂缝不再扩展的情况下，宽度在0.2mm以下的裂缝是无害的。

1.2从发生时间划分

1.2.1失水裂缝

在混凝土从初凝到终凝这段时间里，由于混凝土处于塑性阶段，在这个时候，水泥中的水大多是自由水，这时，水泥的水化反应才开始。如果此时自由水散失过快，混凝土表面由于失水而导致收缩，出现裂缝长度大多几厘米长的宏观裂缝，甚至有可能贯穿整个构件形成断裂。

1.2.2干缩裂缝

在混凝土的终凝以后，由于空气干燥和周围气温较高，混凝土中的水泥结合水就会析出，从而造成混凝土收缩。当收缩拉力大于混凝土的抗拉应力时，混凝土就会由于抵抗不了收缩力，而产生裂缝。

1.2.3温度裂缝

在混凝土终凝之后，由于混凝土受到温度的影响会热胀冷缩，并且混凝土的抗拉能力比较脆弱，只有抗压强度的十分之一。所以当混凝土外界温度降低时，混凝土会收缩，当收缩的力大于混凝土得抗拉应力时，就会产生温度裂缝。

1.2.4受力裂缝

混凝土构件由于表面承受的静荷载和活动荷载超过了其抗压和抗拉能力时所产生的裂缝。

2裂缝产生的原因

2.1失水裂缝产生的原因

通过现场观察总结的经验和查阅相关资料，尤其是在2014年上海五四农场进行田间道路改造期间，当时设计混凝土面层厚度为18CM。在这一年里，为了减少道路上的裂缝，我对比了各种施工条件下混凝土裂缝产生的形式及程度。主要有以下几个原因综合引起的。混凝土失水裂缝产生的原因有三个方面。

2.1.1水泥的原因：（1）现在的水泥细度越来越细，尤其是三天强度而来越高；（2）水泥中C3A和C3S的含量；（3）水泥的颗粒级配；（4）水泥的用量；（5）水泥的品种、水泥中混合材掺量及种类。（6）现代化水泥的个别生产工艺。

2.周围环境的原因：（1）施工现场的温度；（2）施工现场的风速；（3）施工现场空气的相度湿度。

3.施工过程的原因：（1）混凝土的振捣工艺；（2）混凝土的抹面方式；（3）混凝土的外加剂；（4）混凝土的养生；（5）混凝土的表面水泥浆厚度。

2.2干缩裂缝产生的原因

造成混凝土产生干缩裂缝的原因很多，在这里我主要从外因和内因两个方面介绍。外因主要是环境的风速、温度、相度湿度和阳光照射强度。内因主要是水泥的成分，细度、水泥用量、水灰比、混凝土添加剂、粉煤灰掺量、和混凝土表面砂浆的厚度，密实度等等。

2.2.1干缩裂缝产生的外因

在环境温度、风速和相对湿度的影响下，环境温度越高，现场风速越大，相度湿度越低，水泥中的自由水和结合水失去的速度越快也就是有害逆反应速度远大于正反应的速度，这个时候就会造成混凝土收缩加剧，失去的水分越多，混凝土的裂缝越大。

2.2.2干缩裂缝产生的内因

干缩裂缝产生的内因主要是水泥的原因，外加剂的原因，水灰比的原因和混凝土表面砂浆厚度以及自身的密实度决定。

（1）水泥的原因：硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙和铁铝酸四钙目前是水泥的四大主要物质。其中C3S是混凝土28天强度大小的主要原因，所以含量一直在增加。但它与水进行水化反应的过程中会放出大量的热，造成温度和强度都急剧上升，C3A水化速度极快，含量高的时候，混凝土失水加快。所以前两者含量加大时，由于造成混凝土失水严重，造成收缩裂缝。其次由于水泥的生产工艺不断提高，水泥的细度模数越来越高，比表面积由以前的300～350㎡/kg提高到现在的350～380㎡/kg，其中有的厂子甚至都达到了400㎡/kg以上。细度的增加导致了混凝土水化速度的加快，造成混凝土温度升高过快，水化成度提高，耐久性性，自愈性下降并且过快的水化速度造成混凝土收缩加剧，产生裂缝。

（2）混凝土外加剂的原因：现在混凝土的添加剂种类很多有减水剂，泵送剂，早强剂，引气剂，膨胀剂，混凝剂等。混凝土的外加剂帮我们解决了很多混凝土产生的技术问题，可是外加剂对凝土不但有正面的作用同时也有负面的作用。

减水剂作为使用最多的外加剂，在聚羧酸使用以前，萘系是最主要的减水剂，可是萘系最大的副作用就是增加裂缝。最近几年，聚羧酸代替萘系成为最先进的减水剂，对比萘系他的减水率大大增加，收缩的增加量被大大的降低。但它对环境温度、含水量、骨料含泥量及石粉含量较为敏感，使用很不方便，难以控制。至今还不算一个成熟的减水剂。

引气剂现在作为混凝土抗冻的重要手段，但對提高干硬性混凝土的抗冻能力并无作用，而需要提高抗冻能力的混凝土大部分是道路和码头的干硬性混凝土。少量的引气剂（含量在2%以内）可以适当地提高混凝土的坍落度，密实度和强度，大量的引气剂就会减少密实度，造成砂浆上浮，降低混凝土强度和引起混凝土起皮，对养护等工作增加难度。

膨胀剂工作原理是：当在混凝土中掺入膨胀剂之后，通过让混凝土产生一定可控范围内的膨胀，从而抵消混凝土的一部分收缩，有利于提高混凝土的耐久性。虽然原理如此，但是使用膨胀剂仍然存在争议。我们使用膨胀剂的作用是减少收缩，减少裂缝的产生。膨胀剂的化学反应机理是混凝土必须在充分湿润的情况下才能产生膨胀作用。可有个问题是，混凝土必须在充分湿润的情况下，膨胀剂才能产生膨胀作用，可是在自身湿润的情况下，混凝土本身就具有膨胀性，并不产生裂缝。混凝土只有在干燥的情况下才会产生收缩裂缝，膨胀剂在这种条件下并不能产生膨胀性。