淺析建筑混凝土裂縫成因及預(yù)防措施

吳杰

摘 要：結(jié)合實際，重點探討了建筑混凝土裂縫成因及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：混凝土裂縫；成因；預(yù)防；處理

混凝土是目前用量最大的一種建筑材料，然而，許多混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)與使用過程中出現(xiàn)了不同程度、不同形式的裂縫。這不僅影響建筑物的外觀，更危及建筑物的正常使用和結(jié)構(gòu)的耐久性。因此，裂縫問題倍受人們關(guān)注。然而，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是一個相當普遍的現(xiàn)象，大量工程實踐以及近代科學(xué)關(guān)于混凝土強度的細觀研究都表明結(jié)構(gòu)物的裂縫是不可避免的，它是材料的一種特性。因此，科學(xué)地對待裂縫問題是在對裂縫進行分類、研究的基礎(chǔ)上，采取有效的措施，將裂縫的有害程度控制在允許的范圍內(nèi)。

1 混凝土裂縫的成因

1.1 砼的收縮

收縮是砼的一個主要特性，對砼的性能有很大影響。由于收縮而產(chǎn)生的微觀裂縫一旦發(fā)展，則有可能引起結(jié)構(gòu)物的開裂、變形甚至破壞。產(chǎn)生收縮裂縫的原因，一般認為在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起砼收縮而產(chǎn)生的裂縫。多為規(guī)則的條狀，很少交叉。常發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處，往往與受力鋼筋平行。收縮裂縫多發(fā)生在大體積砼中，梁、板、柱等小塊體構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件極少產(chǎn)生收縮裂縫。砼收縮裂縫危害較大，尤其是暴露在大氣中的構(gòu)筑物，影響更大。如不加以防止，可能會造成嚴重后果。

1.2 混凝土材料及配合比

配合比不當指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當，骨料種類不佳，選用外加劑不當?shù)?，這幾個因素是互相關(guān)聯(lián)的。有關(guān)試驗資料顯示：用水量不變時，水泥用量每增加10%，混凝土收縮增加5%；水泥用量不變時，用水量每增加10%，混凝土強度降低20%，混凝土與鋼筋的粘結(jié)力降低10%?？偨Y(jié)的原因有如下方面：

1.2.1 粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當?shù)拈g斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。骨料粒徑越細、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。

1.2.2 混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當，嚴重增加混凝土收縮。

1.2.3 水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大。

1.2.4 水泥等級及混凝土強度等級原因：水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大。混凝土設(shè)計強度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。

1.3 施工及現(xiàn)場養(yǎng)護原因

1.3.1 現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

1.3.2 高空澆注混凝土，風(fēng)速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。

1.3.3 對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。大體積混凝土澆注，對水化計算不準、現(xiàn)場混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

1.3.4 現(xiàn)場養(yǎng)護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。現(xiàn)場模板拆除不當，引起拆模裂縫或拆模過早?，F(xiàn)場預(yù)應(yīng)力張拉不當（超張、偏心），引起混凝土張拉裂縫。

這些因素都會造成砼較大的收縮，產(chǎn)生龜裂裂縫或疏松裂縫，致使砼微觀裂縫迅速擴展，形成宏觀裂縫。養(yǎng)護是使砼正常硬化的重要手段。養(yǎng)護條件對裂縫的出現(xiàn)有著關(guān)鍵的影響。在標準養(yǎng)護條件下，砼硬化正常，不會開裂，但只適用于試塊或是工廠的預(yù)制件生產(chǎn)，現(xiàn)場施工中不可能擁有這種條件。但是必須注意到，現(xiàn)場砼養(yǎng)護越接近標準條件，砼開裂可能性就越小。

2 防止混凝土產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施

2.1 支模、集料控制

在混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，模板的支護是第一道工序，為防止混凝土施工裂縫的出現(xiàn)，支護時盡可能選用鋼制模板，這樣有助于熱量的散失；模板要求支護穩(wěn)定，澆注和養(yǎng)護期間不出錢滑動、位移、移動等問題；注意維護混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，盡可能的降低兩次混凝土的澆注間隔，以防止新舊混凝土之間的約束性。水泥、砂石是混凝土結(jié)構(gòu)重要的原材料，其質(zhì)量的高低直接影響到混凝土施工質(zhì)量。為避免混凝土裂縫的出現(xiàn)，在原材料選擇時，應(yīng)選用質(zhì)量優(yōu)質(zhì)、信譽可靠的單位供料，注重砂石粒徑和級配的控制，針對混凝土構(gòu)件要求不同而合理選用；加強砂石含泥量的檢測，若含泥量超出國家規(guī)范要求，在未處理前嚴禁使用。

2.2 注重溫度控制

溫度作用是導(dǎo)致混凝土裂縫出現(xiàn)的主要原因，為了有效控制混凝土的溫度應(yīng)力，在施工過程中應(yīng)采取以下措施：（1）澆筑作業(yè)時要控制混凝土的入模溫度，確?；炷镣獗砻鏈囟雀哂?6℃，內(nèi)部溫度不得超過50℃；（2）當天氣溫度較高時，應(yīng)適當降低混凝土單次澆注的厚度，以促進混凝土內(nèi)部水化熱量的散失；（3）為降低混凝土澆注時的溫度，可以在混凝土拌制前將砂石進行冷卻，并使用冷水拌制混凝土；（4）對于使用鋼制模板的混凝土結(jié)構(gòu)，在澆注混凝土過程中，可以在鋼制模板外部噴灑冷水降溫，以便混凝土水化熱量盡快散失；（5）采用先進技術(shù)，加強混凝土內(nèi)部溫度監(jiān)測，根據(jù)溫度變化來選用降溫措施。

2.3 加強施工質(zhì)量控制

拌制混凝土的水灰比、配合比是否與設(shè)計要求不符，也會引起混凝土施工裂縫的出現(xiàn)。為此，在混凝土拌制前要對水泥、砂石等進行抽樣檢測，依據(jù)檢測結(jié)果進行配合比調(diào)整。加強混凝土攪拌時間的控制，普通混凝土的攪拌時間應(yīng)控制在2min左右，不宜過長或過短，以避免混凝土過度攪拌而磨損碎石，引起材料結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，進而導(dǎo)致混凝土配合比與設(shè)計不符。依據(jù)混凝土運輸能力合理選擇運輸時間和地點，確保運料等待時間控制在20min以內(nèi)。

2.4 合理養(yǎng)護混凝土

混凝土澆注作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)及時使用麻袋、草簾等輕型材料覆蓋養(yǎng)護，并按時進行灑水養(yǎng)護，以確保混凝土在凝結(jié)硬化過程中能保持一定的濕度和溫度，促進水泥水化過程的進行。同時，為減小混凝土表面的拉應(yīng)力，應(yīng)保持混凝土相對濕度大于90%，進而避免混凝土裂縫的出現(xiàn)。

3 裂縫處理

3.1 表面修補法

表面修補法主要適用于穩(wěn)定和對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。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，在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

3.2 灌漿、嵌縫封堵法

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

3.3 結(jié)構(gòu)加固法

當裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的方法主要有：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)支點加固以及噴射混凝土補強加固。

3.4 混凝土置換法

此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入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。

3.5 電化學(xué)防護法

電化學(xué)防腐是利用施加電場在介質(zhì)中的電化學(xué)作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達到防腐的目的。

3.6 仿生自愈合法

仿生自愈合法是模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位自動分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機能，在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分，使混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，當混凝土出現(xiàn)裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

參考文獻

[1]吳慶年.淺析混凝土裂縫成因及滲漏處理措施[J].山西建筑，2007.

[2]徐有鄰，顧祥林.混凝土結(jié)構(gòu)工程-裂縫的判斷與處理[J].中國建筑工業(yè)出版社，2010.