控制混凝土裂缝为什么这么难?

混凝土时工程建设中应用最为广泛的建筑材料，但在应用过程中的开裂问题是最为头疼的技术难题。造成混凝土裂缝的因素很多，混凝土水化过程，放出热量，造成混凝土温度上升并与外界产生热量交换，在混凝土内部和表面、表面与外界环境之间会形成一个明显的温度梯度，形成温度应力。混凝土浇筑完毕后，在气温、风速、日照等各种因素的多重作用下，混凝土表面的相对湿度不断降低，在混凝土表面形成湿度梯度引发干燥收缩裂缝的发生。混凝土的内部的水泥水化必然会消耗混凝土内部的水分，当水化消耗水的速度大于外界水分的补给速率时，混凝土也会引发混凝土体积的自收缩。所以说，混凝土的早期开裂问题非常复杂，涉及到许多因素，属于一个众多因素交叉作用的复杂问题，需要综合考虑各种因素，全面分析。

（1）混凝土自身因素

商品混凝土拌合物状态与以前的混凝土有很大的变化，由干硬性、预制化向大流动度的泵送发展。为了满足混凝土泵送施工要求，造成水泥等胶凝材料用量增加，砂率增大，导致混凝土拌合物中粗骨料体积减小，混凝土体积稳定性降低，混凝土收缩变形显著增加。因此，产生裂缝的客观因素变得复杂，控制难度增加。再者，混凝土抗拉强度仅是抗压强度的1/8～1/15，抗拉能力相对较差，当拉应力超过抗拉能力时便会导致混凝土开裂，尤其是混凝土初龄期，微弱的拉应力都会导致混凝土开裂。将混凝土裂缝问题全部归咎于施工单位的施工已经很难解释频发的裂缝问题，这也使关注的焦点逐渐转向工程设计、施工和混凝土材料多种因素的控制。

（2）混凝土原材料方面的因素

为了满足施工进度和模板周转速度的要求，片面追求混凝土早期强度。多年来强度第一、强度为宜的错误观念从混凝土行业传递到水泥行业，造成把水泥强度与活性等同，认为强度的唯一来源就是水泥。错误的认识造成水泥熟料早期强度高、细度增加，再加上水泥中的石膏形态和数量没有正确优化，碱含量高，在提高水泥早期强度的同时也导致水泥水化热和混凝土的收缩变形显著增加。其实，水泥的早期强度既有化学方面的作用也有物理方面的作用，通过优化水泥的颗粒分布，也可以提高物理作用对强度的影响，这一点却又是很容易被忽视的。

砂石原材料的粒形、级配和含泥量对混凝土收缩有很大的影响，砂子粒形和级配差，要达到相同的坍落度浆体用量增加，砂率增大，混凝土的稳定性变差。砂含泥量增加不仅影响到混凝土拌合物的强度也会对混凝土的收缩产生影响，一般来说，随着含泥量的增加，混凝土裂缝产生时间和产生条数都增加。加强砂石原材料的质量控制，提高混凝土的体积稳定性，降低混凝土裂缝产生的风险。

外加剂和矿物掺合料种类繁多，质量参差不齐，假粉煤灰、假矿粉的现象时有发生，进厂检测难度大，有时很难发现。有时在试验过程中，只重视抗压强度的试验，对其他性能和体积稳定性缺乏研究。对各种外加剂和掺合料的特性和使用范围研究更少，使用过程中往往根据已有经验和主观意识进行使用，无形中增加了混凝土裂缝出现的几率。

  （3）结构设计方面的不足

工程结构设计人员只重视结构承载能力，确保结构不倒塌、不破坏，不产生过大的变形，没有安全问题。设计人员对结构承载极限给予足够的重视并严格执行，但对混凝土材料的收缩以及结构应力对混凝土变形的影响不够重视或完全忽视。很多工程设计人员不了解混凝土材料的性能，甚至只了解一个大概。例如，现浇混凝土结构的刚度增加，抗震烈度提高，结构物所受的约束应力加大，若采用高强度钢筋代替中低强度等级的钢筋，导致钢筋的使用应力也显著增加，这样裂缝的宽度也会相应增加。

（4）施工人员对混凝土的养护问题认识不足

经过几十年的发展，混凝土组成和混凝土施工工艺都有很大的发展，现场施工工人往往不了解，不重视这种差异和变化，依然按照传统的经验和养护方法进行施工。施工工人往往缺乏针对具体环境，具体工程结构的针对性措施，不能有效控制裂缝的出现。对于刚浇筑的混凝土，养护的开始时间往往比养护持续时间更重要，但很多施工单位没有意识到这一点，很容易导致早期裂缝的出现。再加上，为了缩短工期，加快模板周转，过早的拆模以及养护不足和不养护加剧了混凝土裂缝的形成和发展。

此外，在混凝土浇筑过程中，施工工人为了降低劳动强度，私自加水，增加混凝土坍落度。混凝土坍落度的盲目增加造成混凝土离析分层，严重破坏混凝土拌合物的匀质性，使混凝土收缩产生差异，增加产生裂缝的几率。

（6）裂缝控制缺乏整体思维

影响混凝土开裂的因素很多，就单一因素来评价和研究是不够的，裂缝产生的原因是一种、两种甚至多种原因共同作用的结果。从哲学上来看，影响裂缝的因素有主要的，也有次要的。因此，在工程实践中，根据气候温度、施工环境、施工工艺以及工程结构的特点的等因素，抓住产生裂缝的主要矛盾，兼顾次要矛盾。但实际施工中，形成裂缝的主要因素和次要因素不是一成不变的。一般来说刚硬化的混凝土（无论承载与否）置于环境温度和湿度时，一般会受温度收缩（与冷却有关的收缩应变）和干燥收缩（与失水有关的收缩应变）。这两种收缩应变何者占主要地位，在一定条件下，取决于结构尺寸、混凝土原材料特性以及配合比等其他因素，对于大体积混凝土结构（厚度接近或超过1m），温度收缩是形成裂缝的主要因素，对于板面结构失水造成的干燥收缩是形成裂缝的主要因素。在混凝土裂缝控制的过程中，造成混凝土裂缝的因素是动态变化的，有时又相互影响。很难准确地量化混凝土开裂敏感性的因素，这就造成混凝土工程裂缝的难度，只能针对特定条件，具体问题具体分析，采取针对性措施控制裂缝。