簡析混凝土結構裂縫成因及預防措施

邱淑娟

（雞西浩天建筑工程有限公司，黑龍江，雞西，158100）

簡析混凝土結構裂縫成因及預防措施

邱淑娟

（雞西浩天建筑工程有限公司，黑龍江，雞西，158100）

隨著社會的發(fā)展和城市建設步伐的加快，混凝土在城市建筑施工中的應用越來越廣泛。但是，由于混凝土是一種脆性材料，早期強度低，施工過程中極易出現(xiàn)裂縫缺陷，影響建筑結構的整體性和耐久性，特別是住宅工程樓板的裂縫發(fā)生后，往往會引起投訴糾紛以及索賠等。如何更好地預防混凝土結構裂縫的產(chǎn)生，保證施工工程的質量，是工程界普遍關注的問題。

混凝土結構；裂縫；防治

前言

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現(xiàn)出一些非均質的特性。微裂縫通常是一種無害裂縫，對混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產(chǎn)生危害。但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會不斷的擴展和連通，最終形成我們肉眼可見的宏觀裂縫，也就是混凝土工程中常說的裂縫。

混凝土建筑和構件通常都是帶縫工作的，由于裂縫的存在和發(fā)展通常會使內部的鋼筋等材料產(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，嚴重者將會威脅到人們的生命和財產(chǎn)安全。很多工程的失事都是由于裂縫的不穩(wěn)定發(fā)展所致。近代科學研究和大量的混凝土工程實踐證明，在混凝土工程中裂縫問題是不可避免的，在一定的范圍內也是可以接受的，只是要采取有效的措施將其危害程度控制在一定的范圍之內。鋼筋混凝土規(guī)范也明確規(guī)定：有些結構在所處的不同條件下，允許存在一定寬度的裂縫。但在施工中應盡量采取有效措施控制裂縫產(chǎn)生，使結構盡可能不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，尤其要盡量避免有害裂縫的出現(xiàn)，從而確保工程質量。

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，有變形引起的裂縫：如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有養(yǎng)護環(huán)境不當和化學作用引起的裂縫等等。在實際工程中要區(qū)別對待，根據(jù)實際情況解決問題。

一、混凝土結構裂縫成因

混凝土是一種抗拉能力很低的脆性材料，在施工和使用過程中，當發(fā)生溫度、濕度變化、地基不均勻沉降時，極易產(chǎn)生裂縫。

1、材料質量：材料質量問題引起的裂縫是較常見的原因。

2、結構受荷：結構受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多，施工中和使用中都可能出現(xiàn)裂縫。如：拆模過早或方法不當、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉預應力值過大等等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構件，在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。普通鋼筋混凝土構件在承受了30-40%的設計荷載時，就可能出現(xiàn)裂縫，肉眼一般不能察覺，而構件的極限破壞荷載往往在設計荷載的1.5倍以上。所以在一般情況下鋼筋混凝土構件是允許帶裂縫工作的(這類裂縫有的文獻稱之為無害裂縫)。在鋼筋混凝土設計規(guī)范中，分別不同情況規(guī)定裂縫的最大寬度為0.2-0.3mm，對那些寬度超過規(guī)范規(guī)定的裂縫，以及不允許開裂的構件上出現(xiàn)裂縫，則應認為有害，需加以認真分析，慎重處理。

3、設計構造：結構構件斷面突變或開洞、留槽引起應力集中；構造處理不當、現(xiàn)澆主梁在擱次梁處如沒有設附加箍筋、或附加吊筋以及各種結構縫設置不當?shù)纫蛩厝菀讓е禄炷灵_裂。

4、溫度變形：混凝土是具有熱脹冷縮的性質，其線膨脹系數(shù)一般為 1×10-5／℃，當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，就會產(chǎn)生溫度變形，由此產(chǎn)生附加應力，當這種應力超過混凝土的抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫。在工程中，這類裂縫較多見，譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫，大體積混凝土的裂縫等。

5、濕度變形：混凝土在空氣中結硬時，體積會逐漸減小，稱為干縮。收縮裂縫較普遍，常見于現(xiàn)澆墻板式結構、現(xiàn)澆框架結構等，通常是因為養(yǎng)護不良造成。

6、地基變形：在鋼筋混凝土結構中，造成開裂主要原因是不均勻沉降。裂縫的大小、形狀、方向決定于地基變形的情況，由于地基變形造成的應力相對較大，使得裂縫一般是貫穿性的。

7、施工工藝：

（1）混凝土是一種人造混合材料，其質量好壞的一個重要標志是成型后混凝土的均勻性和密實程度。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂縫產(chǎn)生的直接或間接成因。

（2）水分蒸發(fā)、水泥結石和混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因。

（3）模板構造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都可能造成混凝土開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護層太小或太大，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。

（4）混凝土養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護質量與裂縫的關系密切。早期表面干燥或早期內外溫差較大更容易產(chǎn)生裂縫。

8、徐變：混凝土徐變造成開裂或裂縫發(fā)展的例子工程中也很常見。據(jù)文獻記載受彎構件截面混凝土受壓徐變，可以使構件變形增加2-3倍；預應力結構因徐變會產(chǎn)生較大的應力損失，降低了結構的抗裂性能。

二、混凝土結構裂縫常見預防措施

1、塑型沉降裂縫預防措施

此類裂縫預防的措施如下：①在滿足泵送和施工的前提下盡可能減小混凝土塌落度；②保證混凝土均質性，攪拌運輸卸料前先高速運轉 20—30秒，然后反轉卸料；③施工過程中應經(jīng)常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實情況，不能漏振、過振使混凝土離析分層；④施工過程中嚴禁隨意加水。

2、塑性收縮裂縫預防措施

此類裂縫預防的措施如下：①施工單位在澆注混凝土后要及時覆蓋養(yǎng)護，增加環(huán)境濕度；②商品混凝土公司在滿足可泵性、和易性的前提下盡量減小出機塌落度、降低砂率、嚴格控制骨料的含泥量。

3、溫度應力裂縫預防措施

此類裂縫預防措施如下：①降低混凝土發(fā)熱量。選用水化熱低、凝結時間長的水泥，以降低混凝土的溫度；摻加緩凝劑或高效減水劑，以提高混凝土強度并減少用水量及水泥用量，延長混凝土達到最高溫度時間減少于縮；盡可能選用最大粒徑較大，顆粒形狀好且級配良好的粗骨料，避免砂量過多以減少水泥用量及用水量；在滿足泵送和施工的前提下用低流動性混凝土，嚴格控制水灰比，減少單位體積混凝土用水量。②降低混凝土澆筑溫度。在高溫季節(jié)要降低原材料溫度，在環(huán)境溫度較低的早晚澆筑；避免吸收外部環(huán)境熱量，運輸工具、泵送管路盡量遮蔭，防止混凝土升溫；埋設冷卻水管，通人冷水降溫。③分層分塊澆筑。④表面保溫與保濕。要盡量長時間地保溫和保持混凝土表面濕潤，讓其表面慢慢冷卻、干燥，使混凝土能夠增長強度以抵抗開裂拉應力。主要有蓄水養(yǎng)護和覆蓋灑水養(yǎng)護兩種方式，養(yǎng)護時間一般不少于14d。

4、施工方面原因造成的裂縫預防措施

此類裂縫預防措施如下：①加強模板施工的過程管理。模板及其支架必須有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，在振搗過程中派專人進行看模，防止松扣下沉現(xiàn)象發(fā)生；試塊強度達到設計允許值時方能拆模。②混凝土的成品保護。對澆筑好的板面，必須在混凝土強度達到1.2N／mm2后方可上人。③鋼筋綁扎施工加強對負彎矩筋的管理。加密支撐馬凳的間距、確保板面負彎矩筋的保護層厚度。④振搗方式方法必須正確。振搗易快插、慢拔。振搗時間過短，混凝土不均勻；時間過長，易導致嚴重浮漿。

綜上所述，混凝土結構裂縫問題一直嚴重困擾著混凝土的施工質量，在混凝土生產(chǎn)以及施工過程中有針對性地采取預防措施，盡可能采取有效的技術措施控制裂縫，使結構盡量不出現(xiàn)裂縫，或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質量，使建筑物具備良好的耐久性和結構穩(wěn)定性。

TU218

1674-3954（2011）03-0242-01