淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因和防治方法

摘 要:混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質(zhì)脆性材料。由于由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問(wèn)題，使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見(jiàn)的工程病害。由于裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴(yán)重的將威脅到人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全。"簡(jiǎn)述了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)狀，分析了其產(chǎn)生原因，提出了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防以及控制策略。

關(guān)鍵詞:混凝土，結(jié)構(gòu)裂縫，原因，防治措施

隨著我國(guó)建筑業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制要求也十分嚴(yán)謹(jǐn)。由于混凝土屬 于脆性材料，混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度、不同形式的裂縫相當(dāng)普遍，在某些情況下，裂縫會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，輕則影響建筑物的外觀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)的承載力降低，直接影響結(jié)構(gòu)的安全，因此研究混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生原因及控制具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。

1、混凝土裂縫種類分析

(一)混凝土材料及配合比影響

構(gòu)成混凝土的材料有水泥、骨料、水、摻合料、外加劑等。施工過(guò)程中材料的選擇不當(dāng)，混凝土的收縮增大，是導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生的直接原因。材料的選擇不當(dāng)包括骨料含泥量過(guò)大;顆粒級(jí)配不良;采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配;骨料粒徑太細(xì)①;水泥等級(jí)高②;水泥品種的選擇不當(dāng);混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)。配合比設(shè)計(jì)不合理直接影響到混凝土的抗拉強(qiáng)度，是造成混凝土開(kāi)裂不可忽視的原因。

(二)混凝土水化影響

混凝土在凝固時(shí)水泥放出大量水化熱，外表面散熱及時(shí)，內(nèi)部散熱不便溫度不斷上升，混凝土內(nèi)外產(chǎn)生較大溫差，混凝土內(nèi)部膨脹高于外部，此時(shí)混凝土表面將受到很大的拉應(yīng)力，而混凝土的早期抗拉強(qiáng)度很低，極易出現(xiàn)裂縫。

(三)施工工藝影響

混凝土振搗不規(guī)范;混凝土表面受到高溫、暴曬水分散失;沒(méi)有做到兩次或三次抹面收光;混凝土降溫及保溫工作不到位;養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水;模板拆除不當(dāng)或過(guò)早拆模;預(yù)應(yīng)力超張、偏心張拉等因素都會(huì)造成混凝土較大的收縮，產(chǎn)生龜裂裂縫或疏松裂縫，致使混凝土微觀裂縫迅速擴(kuò)展，形成宏觀裂縫。

(四) 外界因素影響

構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降;超負(fù)荷使用;沒(méi)有按設(shè)計(jì)要求對(duì)構(gòu)筑物外露混凝土表面進(jìn)行特殊處理;破壞建筑物的承重部件;建筑物周圍環(huán)境影響;意外事件，火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。

2、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫防治方法

2.1嚴(yán)格控制混凝土的組成材料

首先，水泥品種的選擇。應(yīng)根據(jù)混凝土的特點(diǎn)，既要注意水泥的水化熱，又要注意水泥的收縮作用。選擇適宜的礦物組成和調(diào)整水泥的細(xì)度模數(shù)。硅酸鹽水泥主要有C3S、C2S、C3A和C4AF組成，試驗(yàn)表明:水泥中鋁酸三鈣(C3A)和硅酸三鈣(C3S)含量越高，水化熱越高，故而為了減少水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和"C3S的含量。

其次，適量摻入粉煤灰。為減少水泥用量，降低水化熱并提高和易性，可以把部分水泥用細(xì)度較小的粉煤灰代替，以保證膠凝材料的總量。粉煤灰顆粒較細(xì)加強(qiáng)了粉末效應(yīng)，起到物理填充作用，使混凝土的密實(shí)度增加，孔隙率降低，孔結(jié)構(gòu)細(xì)化，相應(yīng)減少了收縮值。

再次，粗細(xì)骨料的選擇。配制混凝土，應(yīng)選用細(xì)度模數(shù)在2.7~3.1之間的含泥量最低的中粗砂，砂率最佳值為0.33，因?yàn)槠淇紫堵市?，總表面積小，單位方量混凝土水泥用量減少。

2.2施工質(zhì)量溫控措施

合理設(shè)置屋、樓面板伸縮縫。設(shè)置屋、樓面伸縮縫是為了將屋面板分割為若干個(gè)伸縮段，使屋面板隨著溫度變化在劃分的伸縮段內(nèi)相對(duì)自由地伸縮，避免其溫度變形連續(xù)積累。根據(jù)屋面長(zhǎng)度劃分伸縮段，住宅樓也可按單元?jiǎng)澐?。伸縮段設(shè)在內(nèi)橫墻上，沿板頭通長(zhǎng)設(shè)置。板頭縫的}昆凝土灌縫改為用瀝青麻絲或其他柔性材料堵塞，頂面留置出20mm用防水油膏嵌嚴(yán)。在結(jié)構(gòu)構(gòu)造上考慮抗裂。比如屋面設(shè)置保溫(隔熱)層，增加保溫厚度，選擇高效隔熱材料，保證施工質(zhì)量，用以減小溫度變化對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生的影響，同時(shí)，要注意不宜用黑色或深色防水面層，以降低屋面的吸熱作用。此外，對(duì)于較長(zhǎng)房屋，特別是超越規(guī)范規(guī)定而沒(méi)設(shè)置伸縮縫的，要加設(shè)圈梁和構(gòu)造柱形成“弱框架”來(lái)加強(qiáng)房屋的空間作用和整體性，提高砌體抗裂能力。在砼現(xiàn)澆板裂縫控制措施上應(yīng)重視:1、屋面結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)，屋面的傳熱系數(shù)宜≤1.0㎡.K;2、房屋伸縮縫設(shè)置間距應(yīng)控制在規(guī)范規(guī)定范圍之內(nèi)，當(dāng)框架結(jié)構(gòu)房屋長(zhǎng)度超過(guò)40m中部未設(shè)置伸縮縫時(shí)，應(yīng)在中部設(shè)置后澆帶，后澆帶兩邊應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)鋼筋;3、現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)厚度，雙向板應(yīng)≥L/40，單向板≥L/30(L為板的短向跨度)且不小于110mm(當(dāng)L≤3m不得小于90mm);4、當(dāng)現(xiàn)澆板四邊支承且長(zhǎng)邊與短邊邊長(zhǎng)之比小于3時(shí)，均應(yīng)按雙向板配筋;5、廚房、浴廁現(xiàn)澆板應(yīng)雙層雙向配筋;7、現(xiàn)澆板砼強(qiáng)度等級(jí)不宜大于C30;8、電氣等管線在設(shè)計(jì)時(shí)宜在梁內(nèi)布置，管線集中敷設(shè)時(shí)應(yīng)對(duì)該部位采取加強(qiáng)措施。

為了降低混凝土溫度的產(chǎn)生，工程建設(shè)中一方面采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;另一方面在拌合混凝土?xí)r 加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。

與此同時(shí)，應(yīng)該提供溫度散發(fā)的途徑，熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱;對(duì)大體積混凝土，在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫;同時(shí)規(guī)定合理的拆模時(shí)間。

2.3非強(qiáng)度原因混凝土裂縫質(zhì)量修復(fù)措施

工程中經(jīng)常采用以下幾種措施來(lái)修復(fù)非強(qiáng)度原因形成的混凝土裂縫:

(1)化學(xué)灌漿法:采用環(huán)氧類的化學(xué)漿液或水泥漿液對(duì)裂縫進(jìn)行灌注填充，既提高了結(jié)構(gòu)的整體性，又能有效阻止鋼筋的進(jìn)一步銹蝕;必要時(shí)在樓板受拉區(qū)裂縫兩側(cè)粘貼碳纖維布或鋼板，阻止樓板繼續(xù)開(kāi)裂，提高安全儲(chǔ)備。

(2)迭合層法 :對(duì)原有混凝土樓面鑿毛清理，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，重新澆筑一層細(xì)石混凝土整澆層，以提高樓板的剛度和整體抗變形能力。

(3)綜合法:通過(guò)增設(shè)構(gòu)件、改變傳力途徑、地基處理、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)等方法提高現(xiàn)澆樓板的抗裂能力;對(duì)于已出現(xiàn)的裂縫，視具體情況對(duì)其進(jìn)行封堵或約束處理。

3、結(jié)語(yǔ)

雖然目前學(xué)術(shù)界對(duì)于混凝土裂縫的成因和計(jì)算方法有不同的理論，但對(duì)于具體的預(yù)防和改善措施意見(jiàn)還是比較統(tǒng)一，同時(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問(wèn)題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

參考文獻(xiàn):

[1]GB 50204—2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2]王鐵夢(mèng)，工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京工業(yè)出版社，2003.

[3]混凝土研究協(xié)會(huì)，《混凝土裂縫檢測(cè)控制與修補(bǔ)新技術(shù)應(yīng)用手冊(cè)》，中國(guó)科技文化出版社。