摘要：混凝土裂缝的成因复杂，本文试图从组成混凝土的原材料、配合比设计、施工成型以及其它间接原因进行收缩裂缝产生原因分析，并提出了应对建议。指出裂缝主要在于预防，但不要谈缝色变，过度预防，只要采取有效的技术经济手段控制有害裂缝的产生即可。
关键词：混凝土裂缝设计生产施工使用
Abstract: the causes of cracks of concrete complex, this article attempts from the composition of concrete materials, mixing ratio design, construction molding and other indirect cause shrinkage crack reason analysis, and proposed some measures. Points out that the crack lies mainly in the prevention, but don"t talk about sew the color change, excessive prevention, as long as effective technical economic methods to control the cracking of the harmful can.
Keywords: concrete crack design production construction use
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
混凝土裂收缩缝产生的原因极其复杂，涉及结构设计、混凝土生产和运输、施工成型和后期的使用。本文从承包商的角度，但不限于施工环节，而是对可能产生的裂缝原因进行追溯和延伸，全面系统地进行分析。承包商与设计方、生产方和业主方都有关联，可起到承上启下的作用，是裂缝控制中的最重要的环节。只有每个环节均注意考虑裂缝的防治，才能取得较好的效果，最大程度的减少裂缝产生，尤其是有害裂缝的产生。
一、组成混凝土的原材料品质不良导致裂缝
1、骨料品质的影响
众所周知，混凝土原材料的质量是混凝土产品质量的基础。在混凝土的组成材料中，任何一种材料的品质不合格，均可能导致混凝土产品质量的急剧下降。不论事先经过多么科学的设计，多么精确的计算，在原材料质量下降的条件下，一切的预期效果均可能无法实现。
当骨料处于严重风化的状态时，其自身强度也大大下降，最终导致混凝土的抗压强度不合格；且骨料表面与水化凝胶体之间的界面结合力的下降也容易使混凝土在其内部形成微小缺陷，这些缺陷就可能成为混凝土裂缝的原因之一；严重风化的骨料，其弹性模量大大降低，对于抵抗水泥浆体的收缩极为不利。
如果粗骨料的形状多呈异型，一方面影响混凝土的施工性能，导致混凝土无法达到理想的密实程度，对于耐久性不利；另一方面，当混凝土结构内部产生应力时，容易在骨料的尖锐项角处产生应力集中，导致混凝土开裂。
当细骨料的细度模数严重小于设计要求时，将大大增加混凝土的用水量，导致更大的收缩；当细骨料的细度模数严重偏大时，则又容易使混凝土中粗骨料离析和沉降，导致混凝土质量的不均匀，也是混凝土收缩开裂的一种形式。
当骨料的含泥量增大时，一方面导致用水量增大，使水化凝胶体的质量下降；另一方面，它将大大削弱骨料和凝胶体之间的界面强度，导致严重的收缩，最终使混凝土开裂。
因此，骨料品质对混凝土抗裂性能的影响是非常显著的。
2、水泥品质的影响
水泥是混凝土形成凝聚结构的核心材料，其品质的高低将根本性地决定混凝土的力学性能和耐久性。
水泥细度的影响。水泥的细度偏低，可能导致混凝土的流动性不高，抗压、抗拉强度也不会太高，其抵抗早期收缩应力的能力可能不足；水泥的细度太高，可能导致水化热集中，或大大增加混凝土拌合用水量，最终使混凝土收缩增大。
水泥中活性掺合料超标严重时，将导致严重的早期强度不足或混凝土收缩增大，并影响混凝土正常的凝结硬化。水泥的安定性不良时，将直接导致混凝土结构的破坏。水泥的含碱量超标严重时，可能导致碱骨料反应。
总之，水泥质量的严重偏差，将引起混凝土结构形成无法弥补的缺陷。
3、掺合材料品质的影响
合理使用掺合材料，可改善混凝土的诸多性能：水化放热平缓，峰值下降；改变凝胶体的孔结构，减小收缩，提高抗渗性能；增强抗腐蚀能力等。但当掺合材料的品质不良时，不但达不到其改善混凝土性能的效果，反而带来不利影响：如降低混凝土的抗碳化能力，增加混凝土的需水量和收缩量，降低混凝土的强度，削弱凝胶体与骨料之间的界面结合力。这些不利影响，都将使混凝土开裂的几率大大增加。
4、外加剂品质的影响
外加剂如果达不到设计要求的减水效果，势必增加混凝土的用水量，影响正常的水灰比控制，增加混凝土收缩；外加剂的引气作用、早强作用若达不到预期要求，则对混凝土在早期低温下的抗冻抗裂性有较大的影响。
5、水质的影响
有些混凝土生产企业对于拌合用水的质量极不重视。很多企业利用城市河道中的水经过简单的沉淀即用于混凝土的生产，其水质达不到要求。这可能导致重要结构混凝土内的钢筋锈蚀，或对外加剂性能的正常发挥产生不利影响，甚至对于混凝土的正常凝结硬化和强度值均产生不良影响。这也可能成为混凝土抗裂性能下降的一个原因。
二、混凝土配合比对收缩性影响
1、配合比中的骨料体积含量
混凝土配合比中骨料的体积含量对于混凝土的收缩性能有着重要影响。对于普通混凝土而言，骨料的弹模较高，它对凝胶体的收缩产生抵抗作用，对提高混凝土的抗裂性有利。一般而言，混凝土中的骨料体积达到70%时，混凝土的收缩量趋于平稳的较小值。如果在较高强度的混凝土中，水泥和掺合料的用量得不到控制，致使骨料体积含量低于68%时，混凝土的收缩值将大大增加。因此，在这样的情况下，应当选择合适的高效外加剂，最大限度地减小用水量和胶凝材料总量。
2、配合比中的掺合料用量
目前，普通混凝土中经常使用的活性掺合料主要有粉煤灰、水淬矿渣粉和硅灰。
硅灰由于比表面积很大，在混凝土拌合生产时需水量增大，其掺量一般不宜大于10%，否则，将使混凝土的收缩值急剧增加。
对于矿渣粉，有的研究报道其掺量对混凝土的收缩没有明显的影响，而有的研究结果却表明，矿渣粉的掺量宜控制在15%以下，否则将导致混凝土的较大收缩。笔者认为，由于诸多的试验研究之间，不单是矿渣粉自身的成分可能存在较大的差别，与其搭配的水泥、骨料、粉煤灰、外加剂等都可能存在较大的性能差异。因而，往往导致不同试验结果的产生。对于具体的工程，在不同的地域条件下，应当依据已有的实际试验经验进行合理的配合比设计。
对于粉煤灰，则大多数试验结果表明，当其掺量在20%～30%之间时，对于减小混凝土的收缩有利，其原因在于：粉煤灰掺量不足时，它仅仅起到了改变凝胶体毛细孔结构的作用，使混凝土收缩值增大；而当粉煤灰的掺量处于合适的范围内时（根据粉煤灰不同的性能参数，此范围应当各有差异），它在改变浆体毛细孔结构尺寸的同时，又通过与Ca(OH)2的反应修复混凝土内部形成的早期细微缺陷或堵塞了对含水量敏感的毛细孔收缩,因而对提高抗裂性有利。当粉煤灰的掺量超过一定的限度时，多余的粉煤灰不能完全参与反应，只会降低凝胶体与骨料界面的结合力，使混凝土的收缩性增大，同时对混凝土的抗碳化能力也有不利。
因此，各种掺合材料的用量，应根据具体的性能参数、工程性质、结构尺寸和环境条件进行全方位的综合考虑。对于同一性能要求的混凝土，在不同的条件下，可能存在各自最佳的掺合料用量。
3、砂率的影响
砂率对混凝土抗裂性能的影响可以理解为混凝土内骨料构架体系的调整对于凝胶体收缩的整体抵抗程度。
有的研究认为，增大混凝土的砂率将同时增大混凝土的收缩；而另外一些研究结果却表明砂率的改变对收缩性影响不大。事实上，基于粗骨料不同的级配和几何形状特征，以及细骨料的细度模数、级配特征的不同，存在特定的最佳粗细骨料搭配（砂率）。在这个最佳的砂率下，所需的拌合用水量以及浆体体积率降低，减小了浆体收缩；而这样合理的骨料结构体系，又对浆体的收缩产生最为有效的抵抗作用。笔者认为，在各自特定的材料参数下，必然存在对收缩性能最为有利的砂率，而不宜以笼统的砂率增减来预计混凝土收缩性的大小。
4、材料特性对于实际水灰比的影响
如前面所述，混凝土的组成材料性能参数发生较大的变化时，为了满足混凝土的施工性能，往往会导致实际水灰比的改变。由于水灰比的变化，直接影响浆体毛细孔的孔径，甚至改变孔结构的连通性，同时对于浆体与骨料之间的界面结合力产生很大的影响。因此，水灰比的改变对于混凝土的收缩性影响极为明显。当水灰比过于偏大时，还将导致骨料与浆体的离析和沉降，影响混凝土质量的均匀性，产生不均匀收缩。有研究表明，当混凝土水灰比处于0.5到0.6范围附近时，普通混凝土的收缩值最低。当然，如果通过增减水泥的用量来改变水灰比时，实际上同时改变了浆体的体积含量。只有在保持浆体体积率不变的情况下所获得的收缩值与水灰比的对应关系才是最真实的。
三、施工成型
1、合理的结构措施
对于较大体积的混凝土，其内部和外表面之间在温度升降及干湿变化时存在收缩应力。对于混凝土结构截面尺寸变化较大的情况，也存在由荷载或非荷载原因引起的应力集中。对于这些容易开裂的部位，合理设置分布筋、钢纤维或聚丙烯纤维等，可以起到明显的抗裂效果。
2、精细的振捣成型
浇筑混凝土时，控制适当的振捣时间和采用合理的振捣方式，以达到混凝土最佳的密实度，减小内部、外部初期缺陷产生的几率；控制合理的浇筑时间，避免施工冷缝的出现。这些措施对于提高混凝土的整体结构质量和抗裂性极为重要。
3、养护
混凝土浇筑成型后，养护措施是否得当，将成为决定混凝土抗裂性的最后因素。养护的措施得当，将有效地避免早期过快失水导致的收缩裂缝，也可能控制较为理想的混凝土内外温差，将水泥水化热平稳均匀地释放。在有效地提高了混凝土早期抗拉强度的同时又减小了引起收缩裂逢的各种原因，这无疑是最为有效、最为经济、最为方便的技术手段。
4、避免动荷载的干扰
笔者在工程实践中遇到一个工地紧邻马路，这条马路上又有大量总在车辆经过，重载车通过时就会会混凝土结构造成一定程度的影响，由于施工前期未注意动荷载从而造成楼板裂缝，后通过挖减震沟和加强支撑后基本未发现明显裂缝。
5、环境条件
混凝土所处的环境条件，直接影响新浇筑混凝土的强度发展速度和最终的耐久性，并影响硬化混凝土的使用寿命。针对不同的气候、水文、地质条件，采取相应的措施，可以保护混凝土结构免遭不利因素的侵害，延长使用寿命。
四、现浇混凝土裂缝产生的间接原因
1、混凝土企业间的恶性竞争
在全国很多城市，预拌混凝土严重供大于求，导致预拌混凝土生产企业恶性竞争，混凝土的价格越来越低。在这种情况下，就出现了经济学上“劣币驱逐良币”的现象。在低价的情况下，各搅拌站不断的降低水泥用量，加大掺合料的用量，甚至降低原材料的品质。如沿海部分城市均禁止使用海砂搅拌混凝土，但还是屡禁不止。各种不成熟的工艺也不断的被采用，如利用石屑代替粗砂等。价廉而又质量低劣的原材料往往会被一部分混凝土生产厂家采用。混凝土的组成材料种类较多，性能各有差异。当其中某种原材料质量发生严重偏差时，势必对混凝土的质量产生较大的影响；而当多种材料质量失控时，其后果可想而知。
2、企业诚信缺失
国家三令五申的禁止工程转包，但层层转包现象还是广泛存在。真正到了实际施工人手中，价格已经低的离谱，已经不能完全按照国家标准进行施工了。于是各种各样的偷工减料的做法就开始盛行，如振捣插入深度不够或不均匀，减少钢筋的用量，尤其是分布钢筋，直接导致了裂缝的产生。
3、违反科学的赶工
为了节省各方面的开支，工程承包商和开发商均追求最短工期，往往顾不得按照正常的施工进度和混凝土强度发展的客观规律办事，提前拆模并使结构早早承受荷载。养护措施不得力，混凝土强度的发展和耐久性的形成遭受重大损害；而过早地承受荷载作用，又为加速混凝土结构缺陷的发展提供了条件。因此，过于紧迫的工期也成了混凝土工程质量下降、导致开裂的重要原因。
4、其它因素
直接参与施工作业的人员技术素质不高，不能正确理解和执行相应的技术措施；或因直接进行施工
作业的人员数量不足，作业中抱有不愉快的情绪；或因为突然出现的气温大幅下降、降雨降雪等灾害性天气未能及时准确地预报等，均可能导致混凝土工程质量下降或者开裂。
五、裂缝的应对
要科学地认识裂缝，不能“谈缝色变”，认为所有缝都是有害的；并不是所有的产生的裂缝都需要处理，比如有些水池结构的裂缝就有“自愈”功能。根据国内外设计规范及有关试验资料，混凝土裂缝宽度的控制标准大致如下：无侵蚀介质无防渗要求，0.3～0.4mm；轻微侵蚀无防渗要求，0.2～0.3mm；严重侵蚀有防渗要求，0.1～0.2mm。判断裂缝有害还是无害，首先看它是否危害结构安全和耐久性，其次是否影响使用功能（如防水、防潮）。当然对于较大的有害裂缝就必须处理了，裂缝处理属于专业技术，本文不予展开。裂缝一定要预防为主，要未雨绸缪、早做预案。在工作实践中，也不能提倡完全杜绝裂缝，这是不经济的，也是不现实的。在工程实践中，要遏制有害裂缝。
通过以上分析，足见混凝土工程出现裂缝的原因存在多样性和复杂性。在建筑市场、建材市场无序竞争的状态面前，政府部门采取强有力的监管和处罚措施，并建立相应的长效机制，必将大大降低建筑建材市场中少数投机商的不规范操作程度，从大环境方面进行有效的控制。政府对行业的大力监管，是全面提高行业水平的根本性条件。与此同时，如果行业协会能高瞻远瞩，未雨绸缪，事先合理地规划和设计企业分布；在紧张的企业竞争环境下，能采取有效而合理的分流措施进行引导；在行业的发展和运转过程中能及时为企业提供实用、准确和科学的指导性意见，则混凝土工程质量将得到进一步保证和提高。承包商作为裂缝控制的最后一道关口，一定要负起自己的责任，对设计图纸要认真会审，对混凝土生产要认真监督，对自身的施工过程严格操作，对业主使用工程进行认真的交底，混凝土有害裂缝一定可以得到有效的控制。
总之，在建筑业讲诚信，加强监管，并辅以必要的技术手段，混凝土裂缝这个质量通病就可以控制在一定的范围之内。
参考文献：
[1]庄其昌,裂缝对海工混凝土耐久性影响研究[D],青岛：青岛理工大学,2010
[2]柴鹏,混凝土裂缝自愈合影响因素研究[D],武汉：长江科学院,2008