淺談混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和預(yù)防措施

◎ 杭州市蕭山區(qū)環(huán)境衛(wèi)生管理處 司馬野民

浙江科爾房地產(chǎn)有限公司 周金金

1.混凝土裂縫的危害

混凝土作為一種常用的復(fù)合材料，是由水泥、粗骨料、細(xì)骨料、水、外加劑、摻和料組成。由于混凝土制作成本較便宜，取材容易，且耐久性和可模性較好，因此是當(dāng)前房屋建筑工程中使用最普遍的一種材料。但混凝土結(jié)構(gòu)存在著自身重量較大、抗裂性比較差、修補(bǔ)較困難等缺點(diǎn)，混凝土裂縫主要有以下三種危害：⑴影響結(jié)構(gòu)的承載力和安全性；⑵導(dǎo)致樓（屋）面、墻面滲水，影響使用功能；⑶加速碳化、鋼筋銹蝕、化學(xué)侵蝕等，降低混凝土的使用壽命。

2.混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因有多種，某一裂縫的產(chǎn)生往往是幾種因素交織在一起，較難區(qū)分某條裂縫是由哪個(gè)原因引起的，但歸納而言造成混凝土裂縫的原因主要有三方面：⑴設(shè)計(jì)原因：設(shè)計(jì)欠合理，現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范側(cè)重于按強(qiáng)度考慮，未充分按溫差和混凝土收縮特性等多種因素作綜合考慮,對(duì)一些建筑平面突變、孔洞周邊、截面轉(zhuǎn)角處等未設(shè)置足夠的加強(qiáng)措施，對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和鋼筋直徑設(shè)計(jì)偏大，如條件允許，對(duì)現(xiàn)澆板宜選用混凝土強(qiáng)度等級(jí)不大于C30，鋼筋設(shè)計(jì)宜采用小直徑和小間距；⑵材料原因：如商品混凝土質(zhì)量不理想，未選用連續(xù)級(jí)配粗骨料，外摻料性能差，水泥質(zhì)量不穩(wěn)定，水灰比偏差大，砂過細(xì)，含泥量不符合要求等；⑶施工原因：混凝土振搗欠密實(shí)，鋼筋位置局部偏移，保護(hù)層偏差大，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，樓（屋）面結(jié)構(gòu)拆模及承受荷載過早，支模架局部變形、沉降等，現(xiàn)針對(duì)混凝土產(chǎn)生的塑性收縮裂縫、溫差裂縫、不均勻沉降裂縫分別進(jìn)行分析如下：

2.1 新澆筑的混凝土，在凝結(jié)硬化前，往往由于表面水分蒸發(fā)過快而產(chǎn)生一定的裂縫，此類裂縫稱為塑性收縮裂縫，此類裂縫一般中間大兩端小且不連貫，此類裂縫產(chǎn)生的原因是由于新澆筑的混凝土在硬化前強(qiáng)度很低，在不采取覆蓋保水措施下，表面水分開始蒸發(fā)，內(nèi)部水分不斷遷移到表層進(jìn)行補(bǔ)充，但由于表面水分蒸發(fā)速度大于內(nèi)部水分向表面補(bǔ)充的速度，故導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生大量細(xì)裂縫。當(dāng)外界天氣炎熱和大風(fēng)天氣時(shí)，收縮裂縫更易產(chǎn)生。影響混凝土塑性收縮的因素有：⑴水泥用量高，砂子中含泥量增大會(huì)加劇收縮；⑵水灰比設(shè)計(jì)，坍落度大的混凝土易產(chǎn)生塑性收縮；⑶摻加緩凝劑延緩凝結(jié)時(shí)間，會(huì)增大塑性收縮。

2.2 混凝土中水泥的水化作用是放熱反應(yīng)，混凝土凝結(jié)硬化過程會(huì)釋放出較多熱量，且主要集中在混凝土澆筑完成的前七天，而混凝土結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性較差，這樣內(nèi)部釋放出的熱量因不能及時(shí)散失而使混凝土內(nèi)部溫度較高，而混凝土外部的溫度卻一般比環(huán)境溫度稍高。如此混凝土內(nèi)外溫差就比較大了，混凝土存在一定的熱膨脹性，而水泥石與集料的熱膨脹系數(shù)不同，使得在集料水泥石界面上產(chǎn)生許多微裂紋，這些微裂紋的產(chǎn)生將會(huì)削弱界面粘結(jié)強(qiáng)度，因而降低混凝土強(qiáng)度，影響其耐久性。而由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差很大，這種較大的溫差會(huì)引起溫度應(yīng)力從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。特別是大體積混凝土工程，因溫度應(yīng)力造成結(jié)構(gòu)開裂現(xiàn)象相當(dāng)普遍。此類裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積溫度裂縫?？v橫交錯(cuò)，梁板類長(zhǎng)度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊。影響溫度裂縫的因素有：⑴水泥、混凝土外摻料品種；⑵混凝土結(jié)構(gòu)體積越大，其中心溫度越高；⑶混凝土內(nèi)外溫差越大，發(fā)生溫度應(yīng)力引起開裂的危險(xiǎn)也越大。

2.3 不均勻沉降裂縫主要是由地基土質(zhì)松軟或回填土不密實(shí)而造成，或因?yàn)槟０鍎偠炔蛔?、支撐間距過大所致，此類裂縫大多為深進(jìn)或貫穿性裂縫，一般與地面垂直或成45度方向發(fā)展，它與沉降情況、荷載大小有關(guān)。

3.混凝土裂縫的預(yù)防

3.1 針對(duì)混凝土塑性收縮裂縫的預(yù)防控制措施

在材料設(shè)計(jì)方面應(yīng)做好：⑴在確保混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下盡量減少水泥用量，并盡量減少混凝土用水量；⑵選用含泥量低的細(xì)集料，必要時(shí)應(yīng)對(duì)集料進(jìn)行篩選；⑶有條件的可在混凝土中摻入抗裂纖維。

在施工方面應(yīng)做好：⑴加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，嚴(yán)禁向混凝土車中隨意加水；⑵澆筑混凝土前應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行再次攪拌，避免混凝土分層離析；⑶模板應(yīng)認(rèn)真清理，在澆筑混凝土前應(yīng)及時(shí)對(duì)模板進(jìn)行濕潤(rùn)；⑷控制抹面時(shí)間和抹面方法，抹面應(yīng)在表面泌水完全排除掉且混凝土開始初凝時(shí)進(jìn)行，抹面時(shí)應(yīng)用力抹壓，以減少混凝土表面細(xì)小的裂紋；⑸在抹面后立即對(duì)混凝土表面進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，以防水分蒸發(fā)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)滿足規(guī)范要求；⑹有條件的可設(shè)置臨時(shí)擋風(fēng)，遮陽設(shè)施。

3.2 針對(duì)混凝土溫度裂縫的預(yù)防控制措施

在材料設(shè)計(jì)方面應(yīng)做好：⑴應(yīng)優(yōu)先選用低水化熱水泥品種，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等，盡可能減少用水量；⑵在混凝土中可摻加一定量的緩凝劑，以延緩水泥的水化速度；⑶對(duì)長(zhǎng)度大于40米的單體或體積較大的混凝土結(jié)構(gòu)，宜考慮設(shè)置后澆帶，以有效消減溫度收縮應(yīng)力。后澆帶應(yīng)設(shè)在結(jié)構(gòu)受力較小且便于施工處，后澆帶兩邊應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)鋼筋，澆筑后澆帶混凝土?xí)r宜采用微膨脹混凝土。

在施工方面應(yīng)做好：⑴對(duì)于大體積混凝土，應(yīng)降低混凝土的入模溫度，可采用冷水?dāng)嚢钑r(shí)加一定量的冰塊；⑵掌握好澆筑混凝土的時(shí)間，在春、秋季節(jié)，晝夜溫差較大，選擇合適的澆筑時(shí)間對(duì)預(yù)防溫度裂縫有一定的幫助，一般早晨澆筑的大體積混凝土比下午或晚上澆筑的更易發(fā)生溫差開裂，⑶及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)覆蓋（濕草包、濕麻布、塑料薄膜等），并進(jìn)行測(cè)量跟蹤，隨時(shí)指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)工作，嚴(yán)格控制混凝土內(nèi)外溫差在25℃內(nèi)；⑷對(duì)于大體積混凝土施工，還可考慮在混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管，通過注入循環(huán)水來進(jìn)行人工導(dǎo)熱，對(duì)于地下基礎(chǔ)工程，在結(jié)構(gòu)混凝土拆模后宜盡快進(jìn)行土方回填，盡可能減少氣溫驟變對(duì)混凝土的影響。

3.3 針對(duì)混凝土不均勻沉降裂縫的預(yù)防控制措施有：⑴對(duì)地基進(jìn)行必要的壓實(shí)和處理；⑵模板應(yīng)支撐牢固，確保有足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，拆模時(shí)間嚴(yán)格控制；⑶建筑物及周圍應(yīng)做好排降水措施，避免水浸泡地基。

4.結(jié)束語

近年來，混凝土裂縫問題嚴(yán)重影響了混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，它已成為目前房屋建筑中的一個(gè)質(zhì)量通病，如何科學(xué)的預(yù)防裂縫的產(chǎn)生以及有效地治理已成為擺在我們面前的一個(gè)技術(shù)問題。這里需要指出的是微裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)中是不可避免的，對(duì)于一般混凝土結(jié)構(gòu)中，一些寬度在0.3mm以下的不再擴(kuò)展的裂縫是允許的，但是混凝土結(jié)構(gòu)施工中還是應(yīng)盡可能采取有效的技術(shù)措施，從材料設(shè)計(jì)和施工工藝方面進(jìn)行控制，盡量不出現(xiàn)裂縫或減少裂縫的數(shù)量和寬度，一旦裂縫出現(xiàn)，實(shí)事求是的分析裂縫產(chǎn)生的原因，根據(jù)不同的受力情況和使用要求，在安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便的原則下，選擇和采取相應(yīng)的治理方法，并盡可能保持其原結(jié)構(gòu)外觀，以確?；炷两Y(jié)構(gòu)質(zhì)量。