混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及措施

謝向陽

摘 要：混凝土因其取材廣泛、價(jià)格低廉、抗壓強(qiáng)度高、可澆筑成各種形狀，并耐火性好、不易風(fēng)化、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低，成為當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料。但是混凝土抗拉能力差、脆性大、容易開裂。一般對(duì)結(jié)構(gòu)的使用無大的危害，可允許其存在；但是這些裂縫在使用荷載或外界物理、化學(xué)因素的作用下，不斷產(chǎn)生和擴(kuò)展，引起混凝土碳化、保護(hù)層剝落、鋼筋腐蝕，使混凝土的強(qiáng)度和剛度受到削弱，耐久性降低，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生垮塌事故，危害結(jié)構(gòu)的正常使用，必須加以控制。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；成因；控制措施

一、前言

混凝土構(gòu)件通常都是帶縫工作的，由于混凝土裂縫的存在和發(fā)展往往會(huì)使其內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，造成混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力降低，直接影響建筑物的外觀、使用壽命。很多工程結(jié)構(gòu)的失事都是由于混凝土裂縫造成的?；炷烈?guī)范也明確規(guī)定：結(jié)構(gòu)構(gòu)件在所處的不同條件下，允許存在一定寬度的裂縫。但是在施工中應(yīng)盡量采取有效措施控制裂縫產(chǎn)生，使其結(jié)構(gòu)盡可能不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，尤其要避免有害裂縫的出現(xiàn)，從而確保工程質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。本文結(jié)合的現(xiàn)場施工經(jīng)驗(yàn)，并參考大量文獻(xiàn)資料，分析了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，并提出了防治對(duì)策和控制措施。

二、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土裂縫形成的原因有多個(gè)方面的因素造成的，大致可分為混凝土施工、本身特性、外界因素等三大類。在此，我們就按此分類來談?wù)劵炷亮芽p形成的成因。

1.混凝土施工造成的裂縫?；炷翝仓r(shí)施工模板灑水不當(dāng)，過于干燥，或因模板本身吸水量過大，造成混凝土的塑性收縮變形產(chǎn)生裂縫。混凝土振搗不到位，或者振搗時(shí)間過短，造成混凝土沒有達(dá)到密實(shí)狀態(tài)；如果使混凝土振搗時(shí)間過長，造成石子下沉砂漿上浮，容易形成混凝土干縮變形量大，因此造成混凝土收縮不均勻產(chǎn)生裂縫。模板支設(shè)和拆除施工過程中由于工人施工不規(guī)范、模板支設(shè)體系不牢固，或者工人過早拆除梁板底模板和支撐鋼管等原因造成的裂縫；項(xiàng)目部對(duì)施工班組在施工過程中控制不嚴(yán)，造成局部施工荷載過大而導(dǎo)致出現(xiàn)的裂縫。

2.混凝土本身原因造成的裂縫

（1）混凝土本身內(nèi)部作用造成的裂縫?；炷林械匿摻钿P蝕形成的裂縫和堿骨料之間起化學(xué)作用形成的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的裂縫。在混凝土中的鋼筋腐蝕是電化學(xué)作用反應(yīng)的過程。總之決定鋼筋腐蝕的基本因素是電位差、水和氧，但是鋼筋實(shí)際的腐蝕速度大多不是受制于氧的供應(yīng)。而是cl-離子，它是鋼筋腐蝕反應(yīng)的活化劑，因?yàn)?cl- 能破壞鋼筋表面鈍化膜從而引發(fā)鋼筋腐蝕，并且能增大溶液導(dǎo)電性、增大電位差、加速腐蝕反應(yīng)等；所以我們?cè)诨炷林袚接新塞}或摻入cl-離子時(shí)就會(huì)引發(fā)鋼筋銹蝕，因此現(xiàn)實(shí)施工中的鋼筋銹蝕病害大多由它引起的。如果混凝土中鋼筋表層腐蝕或鐵銹后，其體積可增加好幾倍，并且擠壓其外側(cè)混凝土并使之產(chǎn)生垂直于外的拉應(yīng)力，當(dāng)其拉應(yīng)力超過混凝土的承耐的拉力時(shí)就會(huì)形成混凝土的保護(hù)層上順沿鋼筋的縱向方向裂縫。因?yàn)樵诨炷涟韬蜁r(shí)會(huì)產(chǎn)生一些堿性離子，而這些離子在與某些活性骨料會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水而使其體積增大，并造成混凝土膨脹開裂。如果這種裂縫出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間將會(huì)很難補(bǔ)救，因此我們?cè)谑┕ぶ袘?yīng)采取有效措施進(jìn)行控制和預(yù)防。由于在混凝土澆筑、振搗不當(dāng)或者是鋼筋保護(hù)層較少，會(huì)使有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)部使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，當(dāng)銹蝕的鋼筋體積膨脹過大，會(huì)導(dǎo)致混凝土膨脹裂縫，因此此種裂縫多為縱向裂縫，沿鋼筋的布置位置出現(xiàn)。當(dāng)混凝土裂縫出現(xiàn)后，外面的水、氣（氧） 可順著裂縫滲入并進(jìn)一步加快鋼筋的腐蝕，如果使裂縫長期發(fā)展下去，裂縫將會(huì)增寬、增長，甚至?xí)够炷帘Ｗo(hù)層大片脫落。也會(huì)造成鋼筋截面隨著銹蝕發(fā)展而減小，導(dǎo)致鋼筋銹斷并對(duì)工程結(jié)構(gòu)的耐久性、安全性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

（2）混凝土水化收縮造成的裂縫。由于混凝土中水和水泥作用反應(yīng)后生成物體積，會(huì)比反應(yīng)之前水和水泥的體積減小，又因水化作用時(shí)，其絕對(duì)體積也會(huì)減少，即混凝土產(chǎn)生水化收縮。

（3）混凝土干燥收縮造成的裂縫。干燥收縮是由于混凝土的脫水干燥時(shí)，其體積或長度會(huì)有所減少的過程。干燥收縮變形主要是由于水泥漿的干縮造成的；水泥漿的收縮量比混凝土大，如果以普通混凝土的1d的齡期為基準(zhǔn)， 環(huán)境的相對(duì)濕度70 %左右的情況下，與其收縮變形量一致?；炷粮煽s變形的主要影響原因有如下兩個(gè)方面原因： 內(nèi)因涉及單方水灰比、水泥用量、骨料用量 和構(gòu)件大小（厚度）、 用水量；外因則涉及干燥時(shí)間、環(huán)境相對(duì)濕度等。

三、混凝土裂縫的控制措施

1.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的控制措施。當(dāng)在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)特別重視構(gòu)造鋼筋的配置，應(yīng)該符合國家建筑設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)容；特別對(duì)于樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋的直徑和數(shù)量的選用。例如混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范上規(guī)定當(dāng)混凝土保護(hù)層大于40mm時(shí)應(yīng)設(shè)置?6@150的抗裂構(gòu)造網(wǎng)片；如果按雙向板配筋：為使樓板計(jì)算簡圖與實(shí)際受力情況一致，現(xiàn)澆樓板應(yīng)按雙向連續(xù)板計(jì)算配筋。為了減少開裂，宜采用雙面配筋，增加表面配筋量。樓板最小配筋率 ，應(yīng)采用細(xì)直徑螺紋鋼筋。例如在單向板滿足受力情況下選用直徑較小的鋼筋，雙面配筋，可減小間距，加大配筋率，來滿足受力要求。

當(dāng)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)界面突變帶來的應(yīng)力集中時(shí)，如果無法回避時(shí)，應(yīng)當(dāng)做局部處理，如轉(zhuǎn)角處做圓角，突變處做成漸變過渡，同時(shí)加強(qiáng)構(gòu)造配筋，轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋等措施。

2.施工方面的控制措施。應(yīng)澆筑大方量混凝土之前制定具有可操作性的施工方案，并在經(jīng)有關(guān)方面批準(zhǔn)后實(shí)施。在土施工方案中要明確混凝土的初凝時(shí)間、澆筑方向、一次澆筑的方量、施工縫的留設(shè)位置以及處理辦法等，避免形成冷縫和因新、舊混凝土未完全咬合而形成局部薄弱界面，造成混凝土的強(qiáng)度降低。因?yàn)橐话愦篌w積混凝土使用商品泵送混凝土，所以還要制定相關(guān)的泵送混凝，另外還必須進(jìn)行混凝土的測溫工作。從已有施工經(jīng)驗(yàn)的測溫情況看，混凝土內(nèi)部溫升的高峰值一般在7d內(nèi)產(chǎn)生，3d內(nèi)溫度可上升到或接近最大溫升，內(nèi)外溫差值在20℃左右，將溫度差控制在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)。

必須制定詳細(xì)的混凝土施工方案。施工方案是確定澆筑量、施工縫間距、施工工藝、位置及構(gòu)造、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸及振搗等。因?yàn)橐淮螡仓L度是由垂直施工縫分割，所以施工縫應(yīng)設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除非是控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫留設(shè)位置也應(yīng)加以注意，一般來說，因盡量留在變截面處，或遠(yuǎn)離受拉鋼筋部位而設(shè)在砼的受壓區(qū)，確定澆筑時(shí)間的原則應(yīng)避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子，應(yīng)當(dāng)選擇在當(dāng)天氣溫較低時(shí)澆筑。當(dāng)在夏季施工，則應(yīng)采取材料降溫措施來控制混凝土入模溫度（應(yīng)當(dāng)?shù)陀谥車h(huán)境溫度）。

四、結(jié)語

裂縫是影響建筑物滿足安全性、適用性和耐久性的一個(gè)非常重要的方面 ，建筑物的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件常常由于各種不同的原因?qū)е赂鞣N裂縫出現(xiàn)，其有害程度是可以控制 的。因此加強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫原因的分析是非常重要的，設(shè)計(jì)、施工、材料等方面 因素對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂的影響是相互聯(lián)系、相互制約的，必須全面系統(tǒng)的考慮。從裂縫 的分類入手，弄清裂縫出現(xiàn)的原因，對(duì)裂縫采取措施加以正確的處理，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫 問題將會(huì)逐漸得到圓滿的解決。

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