淺析混凝土常見的裂縫成因與控制預(yù)防措施

賈明（四川路橋建設(shè)股份有限公司機(jī)械化施工分公司四川雙流610200）

淺析混凝土常見的裂縫成因與控制預(yù)防措施

賈明
（四川路橋建設(shè)股份有限公司機(jī)械化施工分公司四川雙流610200）

本文簡要介紹混凝土結(jié)構(gòu)裂縫類型以及產(chǎn)生的原因和控制預(yù)防措施。

混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫；裂縫類型；裂縫產(chǎn)生原因；裂縫預(yù)防措施

1　引言

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是施工中的一個帶有普遍性的質(zhì)量問題。混凝土建筑結(jié)構(gòu)、構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，不僅有損外觀，而且對于承重混凝土結(jié)構(gòu)，可能會造成整體性破壞，剛度降低，鋼筋腐蝕，直接影響混凝土質(zhì)量，建筑物安全以及使用壽命。因此，在工程施工中必須采取有效的控制預(yù)防措施來控制工程裂縫。

2　混凝土結(jié)構(gòu)裂縫類型及成因

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因非常復(fù)雜，甚至是多種因素互相影響的結(jié)果，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種原因，其中最常見的是混凝土結(jié)構(gòu)早期裂縫，有以下幾種：

2.1塑性沉降裂縫

該種裂縫形成的重要因素是混凝土骨料下沉過程中遇到障礙。塑性沉降裂縫大部分產(chǎn)生在混凝土澆筑以后0.5～3h之間，此時混凝土還是塑性形態(tài)，混凝土表層的水分蒸發(fā)以后馬上形成，順著梁和板上面鋼筋的方向產(chǎn)生，重點是因為混凝土塌落度高、沉陷太大。此外在作業(yè)時假如鋼筋沒有綁扎牢固、模板位移沉陷過程中也會產(chǎn)生塑性沉降裂縫。

2.2干縮裂縫

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。環(huán)境相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越容易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫，寬度多在0.05～0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性，在水壓力的作用下會產(chǎn)生水力劈裂影響混凝土的承載力等等?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。

2.3塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫是混凝土澆筑后，在塑性狀態(tài)時表面失水過快造成的。這類裂縫多在表面出現(xiàn)，形狀不規(guī)則、長短寬窄不一、呈龜裂狀，深度一般不超過50mm。產(chǎn)生的原因主要是混凝土澆注后3～4h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)過快，或者是基礎(chǔ)、模板吸水過快等原因造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮，此時混凝土強度很低，不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。

2.4沉陷裂縫

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大，模板支撐變形或支撐底部松動等所致。特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關(guān)，一般沿與地面垂直或呈30～45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

2.5溫度應(yīng)力裂縫

溫度應(yīng)力裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中?；炷翝仓?，在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，（當(dāng)水泥用量在350～550kg/m3，每立方米混凝土將釋放出17500～27500kJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升達(dá)70℃左右甚至更高），由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力（實驗證明當(dāng)混凝土本身溫差達(dá)到25～26℃時，混凝土內(nèi)便會產(chǎn)生大致在10MPa左右的拉應(yīng)力）。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生。

2.6化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫

1.1 一般資料 選取我院2017年1月-2018年1月長期門診血液透析的終末期腎病患者共40例。臨床診斷均符合《KDIGO指南》制定的標(biāo)準(zhǔn)，其中男性21例，女性19例，年齡40-50歲，血透病程3-7年，該40名患者由臨床藥師參與患者全程化管理，包括糾正患者貧血的個體化治療方案及患者的用藥教育。記錄患者基本信息，包括性別，年齡，體質(zhì)量、身高，合并用藥，和疾病狀態(tài)等。⑴納入標(biāo)準(zhǔn)：長期并定期于我院進(jìn)行維持性血液透析的門診患者。⑵排除標(biāo)準(zhǔn)：非腎性貧血、腫瘤等其他疾?。粐?yán)重心、肝、肺等其他重要器官功能障礙；急性腦卒中或嚴(yán)重意識障礙者。

混凝土拌和后會產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土疏松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間，一旦出現(xiàn)很難補救，因此應(yīng)在施工中采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。

2.7施工工藝質(zhì)量引起的裂縫

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)澆注、構(gòu)件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理，施工質(zhì)量低劣，可能產(chǎn)生各種形式的裂縫，特別是細(xì)長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)裂縫。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生原因而異，比較典型且常見的如下：①鋼筋混凝土保護(hù)層過厚，或亂踩綁扎的上層鋼筋，使承受負(fù)彎矩的鋼筋保護(hù)層加厚，導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。②混凝土震搗不密實、不均勻，出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致鋼筋銹蝕或形成其它荷載裂縫的起源點。③混凝土澆注過快，混凝土流動性較低在硬化前因混凝土振搗不足，硬化后沉實過大，容易在澆注數(shù)小時后發(fā)生裂縫，即塑性收縮裂縫。③混凝土攪拌、運輸時間過長，水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。⑤混凝土分層或分段澆注時，接頭部位處理不好，易在新、舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。⑥混凝土早期受凍，使構(gòu)件表面出現(xiàn)裂紋，或局部剝落，或脫模后出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象。⑦施工時模板剛度不足，在澆注混凝土?xí)r模板變形，產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。⑧施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。

3　混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制預(yù)防措施

3.1塑性沉降裂縫的控制預(yù)防措施

塑性裂縫控制預(yù)防的措施如下：①在滿足施工的前提下盡可能減小混凝土塌落度，增加混凝土的和易性；②施工過程中應(yīng)密切觀察模板的位移與變形，混凝土澆搗需密實，不能漏振、過振使混凝土離析分層。

3.2干縮裂縫控制預(yù)防措施

3.3塑性收縮裂縫控制預(yù)防措施

塑性收縮裂縫控制預(yù)防措施如下：①水泥選用干縮值較小早期強度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。②嚴(yán)格控制水灰比，摻入高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量。③施工單位在澆注混凝土后要及時覆蓋養(yǎng)護(hù)，增加環(huán)境濕度，在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施，及時養(yǎng)護(hù)。

3.4沉陷裂縫的控制預(yù)防措施

沉陷裂縫的主要控制預(yù)防措施：①對松軟土、填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進(jìn)行必要的夯實和加固。②保證模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固，有預(yù)壓要求的模板必須按要求進(jìn)行預(yù)壓。③防止混凝土澆筑過程中地基被水浸泡，以免地基塌陷。③模板不能拆除過早，要達(dá)到規(guī)定的時間與強度之后才能拆除。⑤在凍土上搭建模板要對凍土進(jìn)行加固措施，防止凍土融化對模板的影響。

3.5溫度應(yīng)力裂縫的控制預(yù)防措施

溫度應(yīng)力裂縫的主要控制預(yù)防措施有：①盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等，用以降低混凝土的發(fā)熱量和溫度。②減少水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。③在滿足施工的前提下盡量降低混凝土水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。③改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量降低水化熱。⑤降低混凝土的澆筑溫度，在高溫的季節(jié)需要降低原材料的溫度，如水，砂石料等的溫度。⑥在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。⑦加強混凝土養(yǎng)護(hù)，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。

3.6化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫的控制預(yù)防措施

化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫的主要控制預(yù)防措施：①選用堿活性小的砂石骨料。②選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。③要選用合適的摻和料抑制堿骨料反應(yīng)。

3.7施工方面原因造成的裂縫控制預(yù)防措施

此種裂縫防范方法主要有：①嚴(yán)格依照作業(yè)計劃作業(yè)。②增強模板作業(yè)的過程管控。模板和支架一定要有強大的承載性能、強度與穩(wěn)固性，在振搗時要指派工作人員加以看模，避免松口下沉問題產(chǎn)生；試塊剛度合乎設(shè)計要求時才能把模板拆掉。③增強混凝土的成品養(yǎng)護(hù)，對澆筑完成的板面，一定要在混凝土強度實現(xiàn)了后1.2N/mm2才能夠上人。③鋼筋綁扎作業(yè)增強對負(fù)彎矩筋的管控?？s小支撐馬凳的距離、保證板面負(fù)彎矩筋的保護(hù)層厚度。⑤振搗方法務(wù)必準(zhǔn)確，振搗應(yīng)當(dāng)快速插下，緩慢拔出。振搗時長不夠，混凝土無法達(dá)到要求的均勻程度；時長太長，容易造成浮漿問題。

4　結(jié)論

以上對混凝土常見的裂縫成因與控制預(yù)防措施進(jìn)行了初步探討，雖然混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的原因很多，但對應(yīng)于具體的裂縫是可以在施工過程中控制和預(yù)防的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是完全可以避免的。

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TU755.7

A

1673-0038（2015）02-0154-02

2014-12-6

賈明（1980-），男，助理工程師，大專，從事公路工程項目施工管理工作。