淺談混凝土裂縫的成因及控制措施研究

王超范 沈程

【摘要】：由于混凝土制造工藝的特點(diǎn)及其特殊性，造成的裂縫也是普遍存在的，但是裂縫會(huì)導(dǎo)致整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)及其耐久性失去平衡，進(jìn)而影響到整個(gè)整個(gè)項(xiàng)目工程，所以我們要引起足夠的重視。本文現(xiàn)就混凝土裂縫的成因及其控制因素進(jìn)行了簡(jiǎn)單探討，并且從多個(gè)方面分析了裂縫產(chǎn)生的原因，并提出了具體的防范措施，進(jìn)而從整體的大體積混凝土澆筑施工的工藝上進(jìn)行了簡(jiǎn)單的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】：混凝土；裂縫；成因及其控制

自1979年我國(guó)混凝土施工技術(shù)發(fā)展以來(lái)，廣泛使用的程度加快了整個(gè)施工的進(jìn)度，并且還有效的提高了工作效率。除此之外，混凝土施工技術(shù)所需要的占地面積不大，并且能夠有效的減少對(duì)于環(huán)境的污染。其中，集中攪拌混凝土能夠有效的改善混凝土的施工性能，同時(shí)還能夠提高施工的質(zhì)量和文明施工的意識(shí)，另外也還能減少收縮、防止開(kāi)裂及其提高抗?jié)B透性和耐久性等等。

一、溫度裂縫的成因及其控制措施

（一）溫度裂縫產(chǎn)生的原因分析

由于水泥的水化過(guò)程是放熱的，在反應(yīng)期間，必然會(huì)導(dǎo)致水化熱產(chǎn)生，并且混凝土所釋放出來(lái)的熱量是非常高的，再加上混凝土本身是熱的不良導(dǎo)體，當(dāng)大體積的混凝土進(jìn)行放熱過(guò)程時(shí)，其水化熱非常不容易散發(fā)出來(lái)，緊接著就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部的溫度急劇上升。但是混凝土的外表層散熱速度就非?？?，這樣就導(dǎo)致了混凝土的內(nèi)外部分形成了一個(gè)溫度查，尤其是在內(nèi)外溫度差就打的時(shí)候，混凝土的內(nèi)外部溫度差會(huì)更大，其內(nèi)部的熱脹冷縮就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)發(fā)生形變，這種形變主要是因?yàn)閮?nèi)部的熱漲變形及其內(nèi)部的冷縮變形導(dǎo)致的，兩者產(chǎn)生的壓力和拉力共同作用。當(dāng)兩個(gè)不同的作用力共同作用時(shí)，混凝土內(nèi)部的拉抗強(qiáng)度就較差，一旦出現(xiàn)了混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力超過(guò)了整個(gè)抗拉強(qiáng)度的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生，也就是這里所說(shuō)的溫度裂縫。盡管溫度裂縫最初產(chǎn)生時(shí)不會(huì)太過(guò)于明顯，但是隨著時(shí)間不斷的推移時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致裂縫擴(kuò)大，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)貫穿現(xiàn)象。

（二）溫度裂縫的控制因素分析

混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土的厚度、水泥的品種及其用量等等都有關(guān)系。當(dāng)混凝土的厚度較大時(shí)，水泥的用量也會(huì)隨之增加，當(dāng)選用的水泥的水化熱較高時(shí)，其內(nèi)部的溫度也就會(huì)越高，一旦形成了溫度應(yīng)力之后，產(chǎn)生裂縫的可能性也會(huì)隨之增加。相對(duì)于體積較大的混凝土來(lái)說(shuō)，其結(jié)構(gòu)尺寸直接決定了形成的溫度應(yīng)力，當(dāng)處于一定的范圍之內(nèi)時(shí)，混凝土的結(jié)構(gòu)尺寸與溫度的應(yīng)力是成正比的，結(jié)構(gòu)尺寸較大的直接回導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的可能性也會(huì)非常大，這就是大體積混凝土比較容易產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因之一。要想降低大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的原因，就要控制混凝土內(nèi)部及其表面的溫度差，其中較為直接的防范就是選擇使用中熱硅酸鹽水泥或者是低熱礦渣酸鹽水泥。另外一種方法也可以是在摻加泵送劑或粉煤灰時(shí)，也可選用礦渣硅酸鹽水泥。然后就是可以借助混凝土后期的強(qiáng)度，從而減少水泥的使用量。

二、干縮裂縫的成因及其控制措施

（一）干縮裂縫產(chǎn)生的原因分析

混凝土在澆注完成之后要經(jīng)歷一段時(shí)間的塑形狀態(tài)，所以極易因?yàn)楸砻娴乃终舭l(fā)而出現(xiàn)裂縫，也就是我們所說(shuō)的干縮裂縫。干縮裂縫大多存在于表面，形狀不規(guī)則，長(zhǎng)短不一，多數(shù)是呈現(xiàn)龜裂狀態(tài)，深度大多在50mm之內(nèi)。但是薄板結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，若是混凝土中夾雜有泥量較大的粉砂時(shí)也會(huì)出現(xiàn)穿透的可能。之所以出現(xiàn)干縮裂縫的運(yùn)營(yíng)是因?yàn)樵诨炷翝仓蟮?個(gè)小時(shí)左右的時(shí)間里，沒(méi)有被覆蓋，尤其是平板結(jié)構(gòu)，一旦處于大風(fēng)或者炎熱干燥的天氣時(shí)，表面的水分就會(huì)快速的蒸發(fā)掉。同時(shí)也可能是因?yàn)榛A(chǔ)、模板吸水的速度較快，或者是混凝土自身的高水熱化等等原因造成的混凝土急劇收縮現(xiàn)象，都會(huì)降低混凝土的輕度，以至于難以抵抗這種形變力，直至出現(xiàn)了干縮的裂縫。從混凝土中蒸發(fā)和被吸收水分的速度越快，干縮裂縫越易產(chǎn)生。

（二）干縮裂縫的控制因素分析

要想防止干縮裂縫產(chǎn)生，就要實(shí)施有效的措施來(lái)進(jìn)行控制，其中主要的措施有以下幾點(diǎn)：

（1）水泥品種的選擇

要想預(yù)防混凝土出現(xiàn)干縮裂縫，首選就應(yīng)該選擇合適的水泥品種。通常情況下，我們所需要的水泥量越多，混凝土的干燥收縮也就會(huì)隨之變大。其中針對(duì)水泥混凝土干燥收縮的能力來(lái)對(duì)市面上的水泥進(jìn)行排序，其干燥收縮順序從大到小可以排列為：礦渣硅酸鹽水泥>普通硅酸鹽水泥 >中低熱水泥>粉煤灰水泥。在對(duì)比分析了形成原因之后可以看出，在考慮到干燥收縮能力的情況下選擇水泥應(yīng)該盡可能的選擇中低熱水泥和粉煤灰水泥。

（2）水泥用量的控制

水泥的用量直接關(guān)乎混凝土的干燥收縮能力，但是整體的增加量也不是特別明顯。所以，假使我們能夠盡可能的減少水泥的使用量，就應(yīng)該減少水泥的使用，這樣在很大程度上還是比較能夠降低干縮裂縫發(fā)生的幾率的。

（3）用水量的控制

在水泥使用量相同的情況下，用水量也會(huì)對(duì)混凝土的干燥收縮有影響，并且其影響關(guān)系是成正比的，也就是其他條件相同時(shí)，用水量較多的干燥收縮也就加大。因此在綜合分析了水泥的用量和用水量之后發(fā)現(xiàn)，水灰比越大，干縮收縮也會(huì)隨之加大。

（4）確定最佳砂率

混凝土的干燥收縮和砂率比例也是成正比的，盡管增加的數(shù)值不太明顯，但是也不能回事，所以我們應(yīng)該通過(guò)有關(guān)記錄及其實(shí)地考察確定出最佳的砂率范圍，從而避免干縮裂縫的產(chǎn)生。

（5）選擇合適的化學(xué)外加劑

混凝土的干燥收縮與某些減水劑、泵送劑有關(guān)，特別是在有引氣作用的時(shí)候，就會(huì)增加混凝土干燥收縮的能力。所以在選擇外加劑的時(shí)候，應(yīng)該盡可能的選擇使用干燥收縮能力較小的減水劑或者是泵送劑。

（6）選擇正確的養(yǎng)護(hù)時(shí)間及其方法

混凝土澆筑面長(zhǎng)期會(huì)受到自然環(huán)境的影響，表面的干燥速度非常快，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生非常大的收縮，再加上內(nèi)部混凝土存在約束力，極易在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而開(kāi)裂。如果混凝土終凝之前進(jìn)行早期保溫保濕養(yǎng)護(hù)，對(duì)減少干燥收縮有一定作用。

三、總結(jié)

在分析了混凝土裂縫的成因之后，我們要針對(duì)每種裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入的分析，并且要根據(jù)原因?qū)ふ页鲇行У慕鉀Q措施，同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于混凝土澆筑及其養(yǎng)護(hù)工藝的管理措施，從而從根本上對(duì)混凝土進(jìn)行有效的防護(hù)。

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