淺談混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

周 斌

(西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安710600)

混凝土裂縫是工程建設(shè)中的質(zhì)量通病，混凝土裂縫對建設(shè)工程的外觀有著很大的影響，裂縫可造成建筑物的抗?jié)B和抗凍能力降低，導(dǎo)致鋼筋發(fā)生嚴重銹蝕，影響建設(shè)工程的耐久性。

1 混凝土裂縫防治的背景

混凝土裂縫是建設(shè)工程中普遍存在的問題，應(yīng)引起足夠重視。裂縫很可能會引起某些結(jié)構(gòu)的滲漏，影響結(jié)構(gòu)的正常使用，裂縫也會在荷載的反復(fù)作用下逐漸擴大最終達到疲勞而使結(jié)構(gòu)受到破壞。所以，研究裂縫的產(chǎn)生及影響因素可以對裂縫在一定程度上有防治作用，以達到提高工程使用壽命的目的。

2 原因及影響因素

2.1 反復(fù)荷載作用

反復(fù)荷載作用引起的裂縫主要是竣工后使用階段的荷載引起的裂縫。作用在截面上的剪力、彎矩等這些正常荷載效應(yīng)都能夠在某些程度上引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生裂縫，如施工過程重點的制作、脫模、養(yǎng)護、堆放、運輸、吊裝等引起的裂縫均屬于荷載作用引起的混凝土裂縫。

2.2 溫度變化作用

1)混凝土在攪拌、運輸、澆筑過程中，水化作用會釋放大量的水化熱，造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)外溫差變化較大，溫度膨脹力引起混凝土內(nèi)部的脹縮不等，對結(jié)構(gòu)表面在一定程度上產(chǎn)生拉應(yīng)力，而在內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，當這種拉應(yīng)力超過了結(jié)構(gòu)抗拉應(yīng)力時便產(chǎn)生裂縫，且多為貫穿性的，深度較深，會降低結(jié)構(gòu)的整體剛度，一般發(fā)生在施工結(jié)束后幾個月。

2)若養(yǎng)護過程中拆模時間過早或處于冬季施工的條件下，構(gòu)件表面溫度變化不一，產(chǎn)生溫度收縮，受到混凝土的約束，在混凝土表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。當拉應(yīng)力發(fā)展到一定程度，超過混凝土允許拉應(yīng)力時，混凝土表面就形成了裂縫。此外，在混凝土養(yǎng)護期間，若突然受到冷空氣的影響，也會引起混凝土表面裂縫，此種裂縫較淺，危害性也較小。

3)因為施工中人為因素引起的溫度變化，如新舊混凝土接合面(如施工縫、后澆帶等)不合理的分層分塊、不及時進行養(yǎng)護或養(yǎng)護達不到要求等均會引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫貫穿，這種裂縫危害性極大。

2.3 收縮變形

混凝土在空氣中凝結(jié)硬化時體積縮小，導(dǎo)致產(chǎn)生一定程度的收縮，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。此外，在配筋較多的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，缺少了邊界約束，鋼筋的限制作用使混凝土收縮過程中產(chǎn)生拉應(yīng)力，引起構(gòu)件產(chǎn)生較嚴重的局部裂縫。

2.4 堿骨料化學(xué)反應(yīng)

所謂的堿骨料反應(yīng)就是水泥中堿(氧化鈉和氧化鉀)的含量較高，又同時使用某些活性集料，水泥中的堿物質(zhì)會與集料中的活性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)生成物引起結(jié)構(gòu)不均勻膨脹應(yīng)力，會使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，它的危害通常非常嚴重。堿骨料反應(yīng)時間較為緩慢，短則幾年，長則幾十年才能被發(fā)現(xiàn)。堿骨料的化學(xué)反應(yīng)要具備三個條件:1)混凝土的外加劑、原材料和水中的堿含量較高;2)粗細集料中存在較多的活性成分;3)有充足的水份或者濕度供給。混凝土中含有堿活性骨料和堿含量高的水泥受到含有可溶性硫酸鹽的水作用，反應(yīng)生成物遇水產(chǎn)生膨脹使各種組成成分體積變化，引起混凝土不均勻應(yīng)力，破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并影響水泥石與骨料顆粒間的膠凝，從而形成裂縫。

2.5 抗?jié)B性

混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件性質(zhì)產(chǎn)生劣化一般有三種情況:1)物理因素，主要是指物理或機械作用造成的損失，如由于外力作用，體積變化 不均勻、溫度變化范圍較大等造成開裂;2)化學(xué)因素，主要是淡水溶解混凝土中的一些物質(zhì)，硫酸鹽化學(xué)侵蝕作用等;3)鋼筋的銹蝕因素，主要是二氧化碳、氯氣及氧氣的侵蝕作用所致，后兩者直接關(guān)系到混凝土的抗?jié)B性。

混凝土的抗?jié)B性相關(guān)因素主要是混凝土的密實度(孔隙率)及孔隙特征，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部相互連通的孔隙越多，孔徑越大，則混凝土的抗?jié)B性能越差。所以提高混凝土抗?jié)B性的措施主要有:采用減水劑降低水灰比;防止由于離析、泌水導(dǎo)致集料在結(jié)構(gòu)中分布不均使混凝土內(nèi)部形成空隙;加強施工期間養(yǎng)護，防止出現(xiàn)施工缺陷等。

3 結(jié) 論

綜上所述，結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的產(chǎn)生是可以預(yù)防和處理的，相關(guān)施工單位應(yīng)引起足夠的重視，根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的措施，以提高工程質(zhì)量。

［1］李玉，何平，謝喜山.后澆混凝土與磚砌體粘結(jié)面抗剪強度的試驗研究［J］.四川建筑科學(xué)研究，2012，(2).

［2］黃文明.泵送混凝土的施工工藝分析［J］.安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2011，(1).

［3］王文中，王國榮，殷濟波，等. 蕪湖臨江橋主塔C50 預(yù)拌混凝土的設(shè)計及應(yīng)用［J］.安徽建筑，2008，(1).