淺談混凝土裂縫的研究

公緒君

摘 要：隨著城市建設(shè)飛速發(fā)展，在建筑業(yè)繁榮的背景下，建筑主管部門受到的投訴也多了起來，特別是住房混凝土的裂縫是最普遍的問題之一。作為一個(gè)建筑工作者，在當(dāng)前施工中如何克服水泥混凝土裂縫是一件非常重要的事，本文將對(duì)水泥混凝土裂縫的成因進(jìn)行分析，并提出預(yù)防措施和處理方法。

關(guān)鍵詞：混凝土裂縫； 溫度裂縫；收縮裂縫；混凝土結(jié)構(gòu)；受力裂縫

一 、 混凝土裂縫的類型及成因

造成混凝土裂縫的原因是多方面的，一般而言，可分為混凝土自身原因和外部原因兩大類。在此，我們就按此分類談?wù)劤Ｒ娏芽p的成因。

（一） 混凝土因自身特性產(chǎn)生裂縫

1.收縮裂縫 收縮裂縫顧名思義其產(chǎn)生原因就是混凝土硬化后水份蒸發(fā)體積收縮。實(shí)際工程中，混凝土總是受到各種約束的，如兩端的約束、內(nèi)部配制鋼筋的約束等。由于混凝土收縮過程中受到約束，因而內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。

（1） 干燥收縮 由于水泥混凝土的脫水干燥，其長(zhǎng)度或體積會(huì)有所減少，稱干燥收縮。

（2） 水化收縮 水泥和水反應(yīng)后生成物體積，會(huì)比反應(yīng)前水泥和水的體積減??；水化反應(yīng)的同時(shí)，絕對(duì)體積也會(huì)減少，即產(chǎn)生水化收縮。

（3） 混凝土自身收縮 所謂自身收縮，是指在外部無水分供應(yīng)時(shí)，水泥漿的骨架形成后，伴隨著水泥水化反應(yīng)的逐步完成，水泥漿中的水被消耗，會(huì)形成彎液面而發(fā)生負(fù)壓，出現(xiàn)的收縮現(xiàn)象。

（4） 干濕引發(fā)的體積變化 硬化后混凝土結(jié)構(gòu)雖然是穩(wěn)定的，但在水中或者高濕度的地方，會(huì)由于吸水而產(chǎn)生膨脹，稱之為潤(rùn)濕膨脹。

2.溫度裂縫 溫差裂縫主要是由于溫度差或由于溫度的變化通過混凝土熱脹冷縮效應(yīng)而引起混凝土開裂的。但這其中可分為二類。

一類為由于混凝土內(nèi)部存在一個(gè)溫度差，從而內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力而導(dǎo)致混凝土開裂的?；炷?xí)a(chǎn)生貫穿整個(gè)截面的裂縫。

另一類溫差裂縫并不是開裂混凝土本身內(nèi)部有溫度差引起的，而是出于整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)中局部混凝土構(gòu)件受環(huán)境溫度的變化，通過熱脹冷縮效應(yīng)，對(duì)與其相關(guān)的構(gòu)件產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)這個(gè)來自外部的拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就開裂。

3.沉陷（塑性） 收縮裂縫的成因 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(zhǎng)短不一、互不連貫狀態(tài)。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(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因?yàn)槟０搴穸炔蛔隳０庵伍g距過大或支撐底部松動(dòng)所致，此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫。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。

（二）化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫

堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫。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(bǔ)救，因此應(yīng)在施工中采取有效措越進(jìn)行預(yù)防。

（三） 混凝土結(jié)構(gòu)受力裂縫

結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多，施工中和使用都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當(dāng)、構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)的墊塊或吊點(diǎn)位置不當(dāng)、施工超載、張拉應(yīng)力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件，在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。在一般情況下鋼筋混凝土構(gòu)件是允許帶裂縫工作的（這類裂縫有的文獻(xiàn)稱之為無害裂縫）。

（四） 施工工藝及流程造成的裂縫

1.施工不當(dāng)造成的裂縫 混凝土施工過程中由于施工不當(dāng)、模板支撐下沉，或過早除梁板底模和支撐等形成的裂縫；施工控制不嚴(yán)，由于施工荷載過大而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

2.在施工中，不規(guī)范的澆搗過程對(duì)裂縫產(chǎn)生也有直接影響 振搗時(shí)間過短，或振搗不到位，混凝土都無法達(dá)到密實(shí)狀態(tài)；而如果振搗時(shí)間過長(zhǎng)，石子下沉上面砂漿偏多，該處水泥較多，干縮變形也就較大，收縮不均勻也容易產(chǎn)生裂縫。

3.模板、墊層過于干燥 模板、墊層在澆筑混凝上之間灑水不夠，過于干燥，則模板吸水過大，引起混凝土的塑性收縮，產(chǎn)生裂縫。

4.抹干壓光造成的裂縫 過度的抹平壓光會(huì)使混凝土的細(xì)骨料過多地浮到表面， 形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積碳水化收縮，導(dǎo)致混凝土板表面龜裂。

5.養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成的裂縫 過早養(yǎng)護(hù)會(huì)影響混凝土的膠結(jié)能力；過遲養(yǎng)護(hù)，如干燥過快，則通常在表面上產(chǎn)生寬度小且不規(guī)則的收縮裂縫。開始養(yǎng)護(hù)的時(shí)間應(yīng)該考慮氣溫、濕度、風(fēng)速等等因素，一般情況下，在混凝土初凝時(shí)，需開始養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)措施要合理，應(yīng)該采用麻袋覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)，以保證混凝土表面能夠充分的濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)在7 天以上。養(yǎng)護(hù)不好則對(duì)混凝土整體質(zhì)量影響特別顯著，將直接影響到混凝土的抗裂能力。特別是在冬季和夏季施工期間，更要注意混凝土內(nèi)外溫差和濕度的控制。

6.后澆帶施工不慎而造成的裂縫 為了解決鋼筋混凝土收縮變形和溫度應(yīng)力， 規(guī)范要求采用施工后澆帶法，有些施工后澆帶不完全按設(shè)計(jì)要求施工，例如施工未留企口縫：板的后澆帶不支模板.造成斜坡槎；疏松混凝土未徹底鑿除等都可能造成板面的裂縫。

7.砼的彈性變形及支座處的負(fù)彎矩 施工中在混凝土未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度，過早拆模，或者在混凝土未達(dá)到終凝時(shí)間就上荷載等。這些因素都叮直接造成混凝上的彈性變形，致使砼早期強(qiáng)度低或無強(qiáng)度時(shí)，承受彎、壓、拉應(yīng)力，導(dǎo)致產(chǎn)生內(nèi)傷或斷裂。施工中不注意鋼筋的保護(hù)，將會(huì)造成支座的負(fù)彎矩，導(dǎo)致板面出現(xiàn)裂縫。此外，大梁兩側(cè)的樓板不均勻沉降也會(huì)使支座產(chǎn)生負(fù)彎矩造成橫向裂縫。

二、 混凝土裂縫的預(yù)防措施

設(shè)計(jì)方面、施工方面的因素可以通過人為措施進(jìn)行干預(yù)和調(diào)整，并且能夠得到改善甚至于做到完全避免；而混凝土自身的干縮變形確是無法完全避免的。對(duì)混凝土裂縫的控制方法，應(yīng)該以預(yù)防為主，同時(shí)在施工過程做好過程控制， 盡量做到按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范進(jìn)行操作， 如果發(fā)現(xiàn)微小裂縫存在，應(yīng)及早進(jìn)行處理補(bǔ)救?，F(xiàn)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際可能出現(xiàn)的情況，提出以下控制措施和建議。

（一）嚴(yán)格控制混凝土施工配合比

根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和質(zhì)量檢驗(yàn)以及混凝土和易性的要求確定配合比。嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量。選擇級(jí)配良好的石子，減小空隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強(qiáng)度。

（二）嚴(yán)格控制混凝土的溫度應(yīng)力

溫度應(yīng)力是產(chǎn)生溫度裂縫的根本原因，一般將內(nèi)外溫差控制在20～25 ℃范圍內(nèi)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。在保證混凝土強(qiáng)度的條件下，盡量減少水泥用量和每立方米混凝土的用水量；盡量降低混凝土的入模溫度。

（三）做好裂縫計(jì)算

設(shè)計(jì)單位除對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行常規(guī)計(jì)算以外，還應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工狀況，對(duì)容易產(chǎn)生裂縫的部位進(jìn)行裂縫計(jì)算，同時(shí)選擇合理的混凝土強(qiáng)度等級(jí)和配筋，如對(duì)樓板配筋改成細(xì)密型的，采用上下雙層雙向配筋，在柱支座處增加鋼筋網(wǎng)片等等。

（四）做好混凝土的澆筑和振搗

在混凝土澆搗前，應(yīng)先將基層和模板澆水濕透，避免過多吸收水分，澆搗過程中應(yīng)盡量做到既振搗充分又避免過度。在樓板澆搗過程中更要派專人護(hù)筋，避免踩彎面負(fù)筋的現(xiàn)象發(fā)生。通過在大梁兩側(cè)的面層內(nèi)配置通長(zhǎng)的鋼筋網(wǎng)片；承受支座負(fù)彎矩，避免因不均勻沉降而產(chǎn)生的裂縫?；炷翝矒v完成后，要及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，包括濕度和溫差方面的要求。禁止在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)和施工規(guī)范規(guī)定要求的情況下，擅自進(jìn)行拆除支撐和模板。同時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)提供的承載力限值，合理進(jìn)行材料堆放。

（五）做好后澆帶的施工

施工后澆帶的施工應(yīng)認(rèn)真領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，制定施工方案。杜絕在后澆處出現(xiàn)混凝土不密實(shí)、不按圖紙要求留企口縫。

三 、 施工中常見的混凝土裂縫的處理措施

（一）表面修補(bǔ)法

表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見的修樸方法.它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及探進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料.在防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通?？梢圆捎迷诹芽p的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

（二）灌漿、嵌縫封堵琺

灌漿法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ).它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓人混凝土的裂縫中.膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體，從而起到封堵加固的目的。

（三）結(jié)構(gòu)加固法

當(dāng)裂縫影影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積.在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

（四）混凝土置換法

混凝土置換琺是處理混凝土嚴(yán)重?fù)p壞的一種有效方法.此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

四、 結(jié)束語

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的危害是巨大的，它將直接影響工程的質(zhì)量、安全、使用功能和觀瞻，加速內(nèi)部鋼筋的銹蝕，影響結(jié)構(gòu)的耐久性、安全使用年限，給人們的生活帶來潛在的危害。因此《， 混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》J GJ / T10 - 95 、《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》GB50164 - 92 、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204 - 2002 等標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范中都對(duì)其有詳細(xì)而嚴(yán)格的要求。我們必須高度重視，在工程實(shí)踐中以預(yù)防控制為主，若結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫要認(rèn)真分析原因，并采取相應(yīng)的措施加以妥善處理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊光雄.混凝土裂縫的預(yù)防與處理方法探究[J].科海故事博覽？科技探索.2010（6）

[2] 王士彬.淺議如何預(yù)防和治理混凝土裂縫[J]黑龍江科技信息. 2010（1）

[3] 蘇繼承；鄭景濤混凝土裂縫的預(yù)防與處理措施探析[J]城市建設(shè)與商業(yè)網(wǎng)點(diǎn).2009（28）