混凝土裂縫形成的原因及對(duì)策分析

王柏權(quán)

（河北盧龍縣 066400）

混凝土裂縫形成的原因及對(duì)策分析

王柏權(quán)

（河北盧龍縣 066400）

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(zhì)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，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)重者將會(huì)威脅到人身安全。

混凝土；裂縫；原因；對(duì)策

建筑工程施工普遍存在裂縫現(xiàn)象，這不但會(huì)對(duì)建筑物外觀產(chǎn)生影響，還會(huì)對(duì)建筑物使用功能和耐久性構(gòu)成威脅，甚至威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，采取有效預(yù)防措施，才能確保建設(shè)的建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定。

1 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 設(shè)計(jì)原因

（1）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。（2）設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫（偏心、應(yīng)力過(guò)大等）。（3）設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過(guò)少或過(guò)粗等引起構(gòu)件裂縫（如墻板、樓板）。（4）設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。（5）設(shè)計(jì)中采用的混凝土等級(jí)過(guò)高，造成用灰量過(guò)大，對(duì)收縮不利。

1.2 溫度引起的裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對(duì)防止混凝土裂縫的產(chǎn)生有較大影響。混凝土內(nèi)部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會(huì)愈高，如果外界溫度降低則又會(huì)增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度梯度，如果外界溫度的下降過(guò)快，會(huì)造成很大的溫度應(yīng)力，極其容易引發(fā)混凝土的開裂。另外，外界的濕度對(duì)混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會(huì)加速混凝土的干縮，也會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

1.3 塑性收縮裂縫

混凝土澆注后仍處于塑性狀態(tài)時(shí)，由于表面水分蒸發(fā)過(guò)快而產(chǎn)生的裂縫，這類裂縫隙多在表面出現(xiàn)，形狀不規(guī)則、長(zhǎng)短寬窄不一、呈龜裂狀，深度一般不超過(guò) 50mm，但薄板結(jié)構(gòu)中，如果混凝土中摻有含泥量較大的粉砂則可能被穿透。產(chǎn)生的原因主要是混凝土澆注后 3～4 小時(shí)左右表面沒有被覆蓋，特別是平板結(jié)構(gòu)在炎熱或大風(fēng)天氣混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快，或者是被基礎(chǔ)、模板吸水過(guò)快，以及混凝土本身的水化熱高等原因造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮，到此時(shí)混凝土強(qiáng)度趨近于零，不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂，再加上夏季施工中混凝土中摻加緩凝劑，早期強(qiáng)度低所以其水分特別容易散失，表面容易形成裂縫。

1.4 施工工藝控制不好及養(yǎng)護(hù)不當(dāng)

混凝土施工中如果工藝控制不好會(huì)降低混凝土的質(zhì)量性能使?jié)仓蟮臉?gòu)件或結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。施工不當(dāng)，影響鋼筋與混凝土的結(jié)合。在施工過(guò)程中模板支設(shè)不到位、支撐不牢靠時(shí)會(huì)出現(xiàn)沉降裂縫。在混凝土澆筑后，早期強(qiáng)度表面沒有被及時(shí)覆蓋混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快會(huì)是混凝土表面出現(xiàn)裂縫。振搗過(guò)程中振搗棒漏振、過(guò)振會(huì)影響混凝土的均勻性和密實(shí)性，導(dǎo)致混凝土硬化后出現(xiàn)裂縫。

2 預(yù)防混凝土裂縫的幾點(diǎn)對(duì)策

2.1 設(shè)計(jì)方面

在設(shè)計(jì)上要注意到那些容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等。應(yīng)考慮到由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下，鋼筋直徑越細(xì)、間距越小則對(duì)預(yù)防開裂越有利。具體而言，（1）混凝土中如果采用吸收率較大的骨料，干縮較大、骨料含泥量較多時(shí)，會(huì)增大混凝土的干縮性；骨料粒徑較大、級(jí)配良好時(shí)，由于能減少混凝土中的水泥漿用量，所以混凝土干縮率較小。摻加粉煤灰能減少水泥用量并有效降低水化熱，可降低混凝土單方用水量和水泥用量，還可減少混凝土自身體積收縮。同時(shí)，在混凝土中摻加粉煤灰或高效減水劑不僅能使混凝土具有較好的和易性、可泵性、抗?jié)B性、抗離析好，有利于混凝土表面處理。（2）配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的澆搗工藝、操作水平、構(gòu)件截面等情況，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石原材料質(zhì)量情況及時(shí)調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)搞好構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作。改善骨料級(jí)配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來(lái)減少水泥用量，降低水化熱；選用低堿水泥和低堿或無(wú)堿的外加劑；積極采用合適的摻和料和混凝土外加劑，抑制堿骨料反應(yīng)；正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。（3）根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和質(zhì)量檢驗(yàn)以及混凝土和易性的要求確定配合比，嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量。選擇級(jí)配良好的石子，控制砂的粒徑及含量，減少空隙率以減少混凝土收縮量，提高混凝土抗裂強(qiáng)度。

2.2 合理制定混凝土澆筑方案

在混凝土澆筑前應(yīng)詳細(xì)計(jì)算澆筑次序，前后澆筑的的時(shí)間差，在澆筑的混凝土內(nèi)部預(yù)先埋置冷卻管，控制混凝土溫度，并適當(dāng)增加混凝土的澆筑厚度來(lái)增加混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。在施工中加強(qiáng)對(duì)振搗棒的振動(dòng)，使鋼筋充分約束住混凝土，增加混凝土的均勻性和密實(shí)性。盡可能合理科學(xué)的安排好現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)組織管理，安排好各工種交叉作業(yè)時(shí)間，要有充足的人力、物力。同時(shí)，要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況調(diào)整施工配合比，保證施工按計(jì)劃順利進(jìn)行，保證混凝土供應(yīng)，控制砂、骨料的含量和水泥的配比度，正確掌握混凝土的空隙率和收縮量，增加混凝土的抗裂強(qiáng)度。

2.3 注重對(duì)溫度的控制

（1）盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。（2）采用改善骨料級(jí)配，用于硬性混凝土，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，（3）改善骨料級(jí)配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來(lái)減少水泥用量，降低水化熱。（4）熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱或采用搭設(shè)遮陽(yáng)板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。（5）改善混凝土的攪拌加工工藝，改善混凝土拌合物的流動(dòng)性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間。（6）規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。

2.4 施工后期商品混凝土的養(yǎng)護(hù)

由于商品混凝土流動(dòng)性較大，容易在早期發(fā)生混凝土拌和物沉縮裂縫，塑性收縮裂縫，干燥收縮裂縫，溫度裂縫等，因此必須加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件?；炷翝沧⒑髴?yīng)覆蓋一定厚度的草袋、麻袋片或塑料薄膜，過(guò)高過(guò)低的環(huán)境溫度以及激劇的溫度變化都會(huì)引起表面開裂。保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫。但由于熱擴(kuò)散時(shí)間延長(zhǎng)，混凝土強(qiáng)度和松弛作用得到充分發(fā)揮，使混凝土總溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度，防止貫穿裂縫的產(chǎn)生。澆筑時(shí)間不長(zhǎng)的混凝土，仍然處于凝結(jié)、硬化過(guò)程中，水泥水化速度較快，適宜的潮濕條件可防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生收縮裂縫。

總之，混凝土裂縫是一個(gè)綜合性的課題，需要設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工及使用方等各方的重視和多方面的努力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及建筑經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，相信對(duì)混凝土的研究工作會(huì)取得很好的進(jìn)展。

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