混凝土裂縫形成的原因及防治措施分析

尹 燁

(1．太原理工大學(xué)，山西 太原 030024; 2．太原市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，山西 太原 030009)

1 混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)以及混凝土裂縫的危害性

1．1 混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)

混凝土的優(yōu)點(diǎn)非常多，它有很大承受荷載的能力，有良好的塑性，混凝土在當(dāng)代建筑材料中扮演著不可或缺的角色。但是，混凝土的缺點(diǎn)也十分明顯，混凝土很容易裂縫，這不單單影響工程整體的美觀，而且還會大大縮短結(jié)構(gòu)壽命。混凝土容易裂縫的原因就在于其本身的組成。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。在水泥與水進(jìn)行化合作用的過程中，混凝土?xí)哪逃不Ｋ嗯c水反應(yīng)會生成水泥石，水泥石的體積與制成它使用的所有材料的體積的加和并不相等，而是小于制成它使用的所有材料的體積的加和，換句話說，就是混凝土在水與水泥反應(yīng)的過程中體積會逐漸變小，這是混凝土出現(xiàn)裂縫最重要的原因，除此之外，還有一些混凝土內(nèi)部的原因。在一些外部原因的誘導(dǎo)下，混凝土就會因?yàn)閮?nèi)部原因出現(xiàn)裂縫。混凝土裂縫種類非常多，形態(tài)也各不相同，發(fā)生的原因大不一樣。對于部分混凝土裂縫，通常情況下不能夠用一種原因來解釋清楚的，必須要從不同的角度出發(fā)研究發(fā)生混凝土裂縫出現(xiàn)的根源，這樣才能從根本上進(jìn)行防治和補(bǔ)救。

1．2 混凝土裂縫的危害性

混凝土出現(xiàn)裂縫是一種常見的現(xiàn)象，嚴(yán)重的時候還可能發(fā)生塌陷事故，使結(jié)構(gòu)不能夠正常的使用。然而部分的混凝土構(gòu)件大多情況下都是帶縫工作的，一些微觀的裂縫對結(jié)構(gòu)的正常使用沒有很大的危害。但部分裂縫在承受較大荷載或者在外部物理和化學(xué)原因的共同作用下，會出現(xiàn)混凝土最終碳化以及混凝土內(nèi)部的鋼筋銹蝕的現(xiàn)象，這樣就會使鋼筋混凝土的強(qiáng)度以及剛度大大的減弱，壽命也會大大的縮短，甚至還會發(fā)生結(jié)構(gòu)塌陷的情況，對結(jié)構(gòu)的正常使用造成了極大的威脅，因此在混凝土使用的過程中一定要加以控制，認(rèn)真研究裂縫的形態(tài)，仔細(xì)分析混凝土裂縫的成因及其對工程的功能造成的影響，并且對混凝土裂縫采取預(yù)防和補(bǔ)救措施，在當(dāng)今的社會環(huán)境下非常重要。

2 混凝土裂縫形成的原因

2．1 制造混凝土的材料不合格

在混凝土裂縫中有一部分是因?yàn)橹圃旎炷恋牟牧腺|(zhì)量導(dǎo)致的，導(dǎo)致制造混凝土的材料質(zhì)量不合格的主要原因有水泥的安定性比較差，兩種不同種類的水泥混合使用，混凝土的砂、石中含有大量的泥，配制混凝土的骨料粒徑太小，添加劑的質(zhì)量不好等。

2．2 工程的地基形狀發(fā)生改變

當(dāng)工程的地基出現(xiàn)不均勻下沉的現(xiàn)象時，這時混凝土的結(jié)構(gòu)內(nèi)部一定會有非常大的應(yīng)力產(chǎn)生。當(dāng)混凝土的結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力超過工程抗力的最大限度時，就會使混凝土出現(xiàn)裂縫，混凝土產(chǎn)生裂縫的具體情況根據(jù)地基變形多少來決定。

2．3 混凝土工程荷載過大

混凝土承受荷載而出現(xiàn)裂縫的原因是多方面的，在施工的過程中以及使用的過程中都會發(fā)生這種情況，比如在工程的早期構(gòu)件損傷，承重模板拆除的時機(jī)把握不夠準(zhǔn)確，在施工過程中荷載超出了工程的荷載范圍，原料放置和運(yùn)輸?shù)倪^程中墊木安放的位置不合適等，這些原因都會導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。比較容易出現(xiàn)裂縫的是鋼筋混凝土的T梁以及臺帽等受彎構(gòu)件，如果承受一定的荷載，就會出現(xiàn)不同程度的混凝土裂縫。在早期過程中小的混凝土裂縫通常不易發(fā)現(xiàn)，也無太大危害，一些較大的混凝土裂縫，或者是在關(guān)鍵構(gòu)件上的混凝土裂縫，屬于有害裂縫的范圍，就必須要慎重的處理。

2．4 溫度應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土裂縫

混凝土與其他物質(zhì)一樣，遵循熱脹冷縮的物理原理，混凝土的線膨脹系數(shù)大約是1×10－5/℃，混凝土的形狀隨著溫度的變化而變化，在混凝土構(gòu)件受到強(qiáng)大的約束力變形不能正常進(jìn)行時，混凝土構(gòu)件的內(nèi)部就會出現(xiàn)附加的應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力大于混凝土抗拉的最大限度時，一定會導(dǎo)致混凝土裂縫的出現(xiàn)。比如高空澆筑混凝土的過程中，如果天氣炎熱多風(fēng)，再加上剛澆筑完的混凝土未及時覆蓋，往往就會導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生。

2．5 濕度變形產(chǎn)生的混凝土裂縫

一般的混凝土在空氣中發(fā)生硬結(jié)的過程中，會伴隨著大量的物理化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，這時混凝土的體積就會大量的收縮，因此混凝土構(gòu)件內(nèi)部就會出現(xiàn)拉應(yīng)力，在開始的一段時間內(nèi)混凝土強(qiáng)度非常低，這時混凝土的收縮值達(dá)到最大。混凝土在干濕的作用下會發(fā)生變形，變形規(guī)律是干縮濕脹，所以，混凝土的構(gòu)件如果在早期養(yǎng)護(hù)不好就非常容易產(chǎn)生裂縫。這樣的裂縫大多會出現(xiàn)在構(gòu)件中。

2．6 因?yàn)榫徛兓a(chǎn)生的混凝土裂縫

混凝土的結(jié)構(gòu)構(gòu)件在強(qiáng)大內(nèi)應(yīng)力的作用下，除了構(gòu)件在短時間內(nèi)出現(xiàn)彈性變形之外，它的變形會根據(jù)時間的增加而增加的特殊現(xiàn)象叫做徐變變形。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)受彎構(gòu)件因?yàn)榫徛男螤钭兓?，它的長期變形值可增加2倍～3倍，因變形量的增加而使受拉區(qū)混凝土承受拉應(yīng)力，這樣混凝土就會出現(xiàn)裂縫。

2．7 施工過程中其他因素導(dǎo)致產(chǎn)生混凝土裂縫

由于施工原因?qū)е禄炷亮芽p出現(xiàn)的原因非常多。例如對混凝土構(gòu)件沒有進(jìn)行很好地養(yǎng)護(hù)，在配置混凝土的過程中水灰所占的比例太大，配置過程中攪拌時間太短、鋼筋的表面被氧化腐蝕、保護(hù)層的大小不合適、在后期的施工過程中影響到前期的混凝土、結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)外溫差大以及在惡劣的氣候條件下勉強(qiáng)進(jìn)行施工等都會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。

3 混凝土裂縫形成的預(yù)防及其補(bǔ)救措施

3．1 混凝土裂縫形成的預(yù)防措施

在施工的過程中加強(qiáng)原材料的控制，不合格的材料絕對不能夠進(jìn)入施工現(xiàn)場。要根據(jù)施工條件的不同來選取和使用安全性高的水泥，選擇的骨料粒徑大小也要合適，并且保證沒有堿性反應(yīng)發(fā)生，必要時降低水泥以及水的用量，這樣能夠有效地減少混凝土的收縮。在混凝土施工的過程中還要加強(qiáng)對配置混凝土的材料以及攪拌等方面的控制。在配制混凝土的過程中應(yīng)該盡量降低水灰比、水泥以及水的用量。混凝土的施工過程應(yīng)該規(guī)范化，首先要對混凝土施工地段的地基做仔細(xì)的檢測，如果遇到異常情況應(yīng)該及時上報(bào)并處理。其次要同時加強(qiáng)對混凝土的前期養(yǎng)護(hù)工作，并且要適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)的時間，當(dāng)柱、墻等混凝土構(gòu)件因?yàn)闂l件的限制不能進(jìn)行水養(yǎng)護(hù)時，這時就要采取覆蓋保溫材料的方法來減少混凝土結(jié)構(gòu)的收縮變形，避免裂縫的產(chǎn)生，對于體積比較大混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時，應(yīng)保證施工的溫度控制在一定的范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)外部的溫差不能大于25℃。鋼筋綁扎方式及其保護(hù)層要保證準(zhǔn)確無誤，除此之外，鋼筋表面還要保持潔凈，如果用其他的材料代替鋼筋的話一定要考慮其對構(gòu)件抗裂性能如何。

3．2 混凝土裂縫的補(bǔ)救措施

混凝土如果出現(xiàn)裂縫，應(yīng)該認(rèn)真的對裂縫的成因進(jìn)行分析，準(zhǔn)確地判斷裂縫對結(jié)構(gòu)的危害性，小心的處理。經(jīng)過長時間的混凝土施工實(shí)踐的總結(jié)，總結(jié)出了較多的修補(bǔ)混凝土裂縫的方法，一般情況下可以分為面處理法(主要包括表面涂抹和表面補(bǔ)貼法)、灌漿法，以及填充法等。

4 結(jié)語

在現(xiàn)階段的建筑中，完全解決混凝土裂縫的問題并不是沒有希望的，只要施工以及設(shè)計(jì)人員仔細(xì)的觀察，認(rèn)真的思考，深入的研究，廣泛的學(xué)習(xí)，這樣混凝土裂縫問題通過我們的努力是完全可以避免的。

［1］《建筑施工手冊》編委會．建筑施工手冊［M］．第4版．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003．

［2］彭圣浩．建筑工程質(zhì)量通病防治手冊［M］．第3版．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002．

［3］英山川，雷勁松．混凝土裂縫的鑒別及控制措施［J］．山西建筑，2007，33(7):59-61．

［4］李偉功．談混凝土裂縫產(chǎn)生原因和防處措施［J］．山西建筑，2012，38(4):116-117．