混凝土裂縫成因及控制分析

摘 要：混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是當(dāng)今工程領(lǐng)域非常難以解決的一個問題，如果施工中混凝土常常出現(xiàn)裂縫就會影響到結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。結(jié)合實際經(jīng)驗，從建筑構(gòu)件、溫度變化、體積收縮和施工操作等方面分析了施工期混凝土裂縫產(chǎn)生原因和影響因素，提出了施工期混凝土裂縫的控制技術(shù)，對在施工期如何進行混凝土裂縫控制的研究和實踐有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：混凝土施工；裂縫控制；防治措施

1 混凝土施工中常見裂縫

1.1干縮裂縫

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護結(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)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。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。

1.2塑性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一，互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20～30cm，較長的裂縫可達(dá)2～3IT1，寬l～5mm。其產(chǎn)生的主要原因為：混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。

1.3溫度裂縫

在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，溫度應(yīng)力變化及溫度控制具有重要意義。這主要是由于兩方面的原因：首先，在施工中混凝土常常出現(xiàn)溫度裂縫，影響到結(jié)構(gòu)的整體強度和耐久性；其次，在使用過程中，溫度變化對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)具有顯著的不容忽視的影響?；炷潦┕ぶ挟a(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理、原材料不合格（如堿骨料反應(yīng)）、模板變形、基礎(chǔ)不均勻沉降等。

1.4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，模板支撐問距過大或支撐底部松動等導(dǎo)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。

1.5施工操作不當(dāng)引起的裂縫

具體來說，較為普遍存在的因素包括：（1）現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生；（2）高空澆注混凝土，風(fēng)速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大；（3）現(xiàn)場養(yǎng)護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫；（4）拆模過早或現(xiàn)場模板拆除不當(dāng)引起拆模裂縫。

2 裂縫的控制措施

2.1設(shè)計方面

在建筑設(shè)計中應(yīng)處理好構(gòu)件中“抗”與“放”的關(guān)系。所謂‘抗’就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，沒有足夠的變形余地時，為防止裂縫所采取的有力措施；而所謂‘放’就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時所采取的措施。設(shè)計中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中。積極采用補償收縮混凝土技術(shù)。常見混凝土裂縫中，相當(dāng)部分是由于混凝土收縮而造成的。要解決此問題，可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮。實踐證明，效果很好。

2.2選材和配合比設(shè)計方面

根據(jù)結(jié)構(gòu)要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早強高的水泥。選用級配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。積極采用摻合料和混凝土外加劑。

2.3施工操作方面

澆搗工作時，振搗捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，避免過振或漏振，應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡?；炷亮芽p防治工作中，新澆混凝土早期養(yǎng)護尤為重要，可保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。夏季應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫入模、低溫養(yǎng)護，必要時經(jīng)試驗可采用冰塊，以降低混凝土原材料的溫度。

2.4體積收縮引起的裂縫防治

收縮裂縫分為干縮裂縫和塑性收縮裂縫。干縮裂縫多發(fā)生于混凝土終凝前后，產(chǎn)生這種裂縫的原因主要是混凝土在硬化過程中，由于環(huán)境氣候條件的影響，混凝土表面的水分蒸發(fā)，水泥石中的凝膠體逐漸干縮引起的體積變形受到約束時產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至?xí)灤┱麄€構(gòu)件。塑性收縮裂縫多發(fā)生于新澆混凝土的板面、地面或具有較大面積的構(gòu)件表面。裂縫的形狀不規(guī)則、長短不一、互不連貫。產(chǎn)生這類裂縫的原因主要是混凝土多為室外露天澆

3 混凝土裂縫常見補救措施

隨著施工經(jīng)驗的發(fā)展，現(xiàn)在混凝土裂縫修補的方法有很多如：表面處理法、灌漿嵌縫封堵法、結(jié)構(gòu)加固法、混凝土置換法、電化學(xué)防護法、仿生自愈合法等。其中灌漿嵌縫封堵法又可分為壓力注漿法、開槽填補法和涂膜封閉法三種。

3.1表面處理法

包括表面涂抹和表面補貼法。表面涂抹適用范圍是槳材難以灌人的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補（土工膜或其它防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。

3.2灌漿嵌縫封堵法

此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。它的三種方法可以單獨使用，也可以同時使用。例如橋梁裂的修補可先注漿，在涂膜封閉；而對于路面、墩臺的粗大裂縫則采用開槽填補發(fā)為宜；為了防止鋼筋銹蝕，混凝土受到有害離子的腐蝕，則可以采用涂膜防水處理。

3.3結(jié)構(gòu)加固法

因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強度可采取結(jié)構(gòu)補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預(yù)應(yīng)力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗；鉆心取樣試驗；壓水試驗；壓氣試驗等。

結(jié)論

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象?；炷亮芽p進行認(rèn)真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

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