混凝土結構裂縫成因及防治措施的探討

王海秀

(山西晉正建設工程項目管理有限公司，山西 河津 043304)

0 引言

混凝土結構建筑是隨著社會的進步和人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)生活的需要而發(fā)展起來的，是城市化、商業(yè)化、工業(yè)化的結果。在土地資源十分緊缺的城市，為了提高人均居住面積，民用住宅建筑由多層向小高層、高層建筑發(fā)展是必然趨勢，現(xiàn)在中高層建筑普遍采用的是鋼筋混凝土框架、框—剪結構。工業(yè)建筑中基礎、承重結構以及構筑物也主要是鋼筋混凝土結構。鋼筋混凝土結構產(chǎn)生裂縫是很普遍的現(xiàn)象。在這里主要淺析一下鋼筋混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因及預防措施。

1 混凝土結構裂縫的產(chǎn)生機理

混凝土中有粗骨料(石子)，細骨料(砂子)，還有水泥石(膠體)，除此之外還有一些沒化解的粉團和細小的氣泡，在粗骨料的四周與水泥石的結合處總是會有一些界面裂隙，混凝土澆筑完成，經(jīng)養(yǎng)護穩(wěn)定后，混凝土內(nèi)部的微裂縫是相對穩(wěn)定的，隨著時間的推移，受所處環(huán)境及受荷狀況的改變，微裂縫會逐漸發(fā)展，最終會逐步連起來，最終導致開裂。另外一種微裂縫是混凝土在澆搗過程中由于混凝土骨料的下沉，漿體的上浮產(chǎn)生混凝土表面的龜裂及一些毛細孔道，混凝土表面泌水過快產(chǎn)生裂縫，鋼筋表面的疏松層而導致混凝土表面沉降裂縫。

2 混凝土結構裂縫的分類

混凝土裂縫分類方法有多種，一般分為受力裂縫和間接裂縫。

2.1 受力裂縫

受力裂縫主要有彎、剪、扭、拉、壓產(chǎn)生的裂縫。1)受彎裂縫:梁支座處上部負彎矩引起的彎曲裂縫;梁跨中正彎矩引起的彎曲裂縫，下寬上窄;垂直板跨橫向裂縫、板頂沿支座邊緣負彎矩裂縫。特點:垂直于應力方向，受彎裂縫為楔形;2)彎剪斜裂縫:梁端剪切斜裂縫;正彎矩引起的梁端彎剪斜裂縫;負彎矩引起梁端上部彎剪斜裂縫等;斜裂縫特點是:中間寬，兩邊窄;3)拉應力產(chǎn)生的裂縫:局部拉力引起的受拉裂縫，局部拉脫(如吊環(huán))。

2.2 間接裂縫

1)鋼筋引起的裂縫:錨固在混凝土中的鋼筋引起的混凝土劈裂;鋼筋搭接區(qū)域混凝土產(chǎn)生的橫向裂縫及縱向裂縫;挑檐板根部由于鋼筋移位引起根部裂縫等。2)沉降引起的裂縫:沉降裂縫對靜定結構不產(chǎn)生內(nèi)力，對超靜定結構，由于支座約束較多，會引起內(nèi)力，從而產(chǎn)生裂縫。3)施工引起的裂縫:混凝土接槎處處理不良引起的裂縫，順接槎方向;樓梯板由于板底鋼筋移位，引起平行板底短邊方向水平裂縫;接縫處未清理和處理，引起的夾渣及接槎處裂縫等。4)溫差裂縫:混凝土構件(條形基礎板，梁、板面、屋蓋)由于脹縮引起橫向(或者斜)裂縫;大體積混凝土溫差收縮引起裂縫。

3 混凝土結構常見裂縫原因分析

3.1 施工中混凝土的組分變化

近年來混凝土的配料越來越強調(diào)強度的提高，以便建造出更高更強的高層建筑?，F(xiàn)在商品混凝土攪拌站，C80都能生產(chǎn)出來，實驗室里C100也可以做出來，但是片面強調(diào)高強的同時忽視了混凝土的體積穩(wěn)定性，隨著強度的提高，混凝土的彈性模量也隨之提高了，約束應力也越來越大，也越容易出現(xiàn)裂縫。另一方面，混凝土抗壓強度與抗拉強度不是成比例增長的。據(jù)統(tǒng)計，抗拉強度約等于抗壓強度的1/2次方，抗壓強度提高兩倍，抗拉強度僅僅提高1.44倍，僅提高40%。

3.2 施工工藝不合理

施工過程中沒有嚴格按照設計和有關施工規(guī)范標準要求施工。

4 混凝土結構裂縫控制措施

4.1 混凝土結構裂縫的一般控制措施

1)施工中原材料質(zhì)量控制。其一:選用符合國家有關規(guī)范標準的和符合設計文件要求的建筑材料。選用水化熱較低的水泥，嚴禁使用安定性不合格的水泥。粗骨料宜用表面粗糙、質(zhì)地堅硬的石料、級配良好、空隙率小、無堿性反應。細骨料宜用顆粒較粗、空隙較小、含泥量較低的中砂，砂中有害物質(zhì)及粘土含量不超過規(guī)范規(guī)定。其二:混凝土中大量使用的外加劑，應選擇與水泥等材料適應性好、收縮量小的品種。摻加料宜采用減水劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。其三:配料配制混凝土時計量應準確，要嚴格控制水灰比和水泥用量，攪拌均勻，離析的混凝土必須重新拌勻后，方可澆筑。2)施工工藝控制。其一:施工前應按照設計要求和施工技術方案，合理確定施工縫的位置、后澆帶的留置，有效消除應力。其二:模板和支架要有足夠的剛度和穩(wěn)定性，防止施工荷載(特別是動荷載)作用下，模板變形過大造成開裂，嚴格按規(guī)范要求控制拆模時間。其三:混凝土施工過程中，注意振搗的時間和位置，防止過振和漏振，另外合理地進行二次振搗可以有效消除樓板裂縫;采取一些措施如摻入纖維，防止在容易出現(xiàn)裂縫的區(qū)域(預應力錨固區(qū)、凹角、洞口、孔邊)等應力集中處產(chǎn)生裂縫。加強混凝土的養(yǎng)護和成品保護，混凝土初凝后應及時灑水保濕養(yǎng)護，冬季施工要用保溫保濕材料覆蓋，雨季要加以覆蓋，防止被雨水澆淋，成品混凝土在強度未達1.2 MPa前，不得在其上踩踏和作業(yè)，嚴禁對混凝土撞擊。

4.2 工業(yè)建筑混凝土裂縫重點控制措施

工業(yè)建筑混凝土裂縫控制重點是大體積混凝土和水工構筑物。

1)大體積混凝土:大體積混凝土施工中易發(fā)生溫度裂縫，這是因為混凝土的導熱能力低。在施工操作工藝方面采取的措施是:其一:控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度。為降低混凝土的總溫升，減少結構的內(nèi)外溫差，控制出機溫度和澆筑溫度同樣是一個重要的方面。為降低混凝土的出機溫度和澆筑溫度，最有效的、易操作的方法是降低原材料溫度。SBR池施工在夏季，白天最高氣溫37℃，氣候條件對施工極為不利，為了降低混凝土的出機溫度，我們在攪拌站搭設遮陽棚，在攪拌混凝土的水中加入一些冰塊，水溫控制在6℃以下，用水適當噴淋粗細骨料，再用草袋覆蓋，防止太陽直接照射，使混凝土的出機溫度控制在25℃以下。為了控制混凝土的澆筑溫度，我們盡量縮短混凝土的運輸時間，及時卸料，由于攪拌站離施工現(xiàn)場較遠，在運輸中混凝土用塑料布加草袋覆蓋，以防日光暴曬而升溫，使混凝土的入模溫度控制在28℃以下。其二:控制混凝土的下料、澆筑時間:為防止上、下、左、右、前、后各澆筑層間搭接時間差超出混凝土初凝時間，形成施工冷縫。其三:混凝土的振搗:產(chǎn)生混凝土質(zhì)量缺陷的一個很重要原因是振搗，特別是本工程，混凝土抗?jié)B等級為S8，振搗更是最關鍵的工序，為此，我們在澆筑混凝土前，對混凝土振搗工進行了專門培訓和交底，并制訂了以下方案:混凝土每層澆筑厚度不大于500 mm，振搗棒必須插入下層混凝土50 mm～100 mm，每插點振搗時間為20 s～30 s，不能少振，也不能過振，少振可能產(chǎn)生蜂窩麻面，過振混凝土可能產(chǎn)生離析，應視混凝土表面呈水平不再顯著下沉，不再出現(xiàn)氣泡，表面泛出灰漿為準。

混凝土振搗完成后，表面應及時處理，在混凝土初凝前1 h～2 h，用長刮板攤平表層泥漿，大面用鐵滾筒碾壓數(shù)遍，邊角用楔子打磨壓實，以閉合混凝土初期收縮裂縫。

2)構筑物:建設工程中鋼筋混凝土構筑物出現(xiàn)裂縫比較大的是沉淀池、循環(huán)水池等。裂縫出現(xiàn)部位主要集中在進出口管道周圍。這個部位混凝土內(nèi)應力比較大，鋼筋密集，是施工中混凝土振搗最困難的地方，施工中要進行重點控制。

5 結語

關于混凝土結構的裂縫，它的產(chǎn)生是有原因的，它是可以控制和預防的。房屋建筑出現(xiàn)裂縫是正?，F(xiàn)象，只要是建筑物都會有裂縫，只是性質(zhì)不同，部位不同。有些肉眼能看見，而大量的、細小的裂縫是看不到的，沒看到、看不到的并不代表沒有裂縫。有了裂縫，正確的觀察、分析裂縫產(chǎn)生的原因，準確地對裂縫進行定性，適時合理地進行處理，確?；炷两Y構在施工及使用中的安全。