淺談混凝土裂縫的成因與控制

信心

【摘要】混凝土裂縫是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問(wèn)題。本文從設(shè)計(jì)、材料、配合比、施工現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)等各方面對(duì)混凝土工程中常見(jiàn)裂縫的成因進(jìn)行了分析探討。針對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、混凝土材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、以及養(yǎng)護(hù)等方面提出了控制裂縫發(fā)展的措施。

【關(guān)鍵詞】混凝土；裂縫；成因；控制；措施

1、前言

混凝土結(jié)構(gòu)工程的裂縫，是一個(gè)帶有普通性被工程界很為關(guān)注的問(wèn)題。有些裂縫的繼續(xù)擴(kuò)展可能會(huì)危及結(jié)構(gòu)安全，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的最終破壞往往是從裂縫開(kāi)始的，成為結(jié)構(gòu)破壞的先兆，這主要是指荷載產(chǎn)生的裂縫：有些裂縫的出現(xiàn)造成工程滲漏，影響正常使用，使鋼筋銹蝕，保護(hù)層剝落，降低混凝土強(qiáng)度，嚴(yán)重?fù)p害工程耐久性，縮短工程使用壽命，這主要是指變形產(chǎn)生的裂縫；還有耦合作用下的裂縫和堿骨料反應(yīng)膨脹應(yīng)力引起的裂縫及凍融循環(huán)引起的裂縫。由于產(chǎn)生裂縫的微觀機(jī)理與宏觀機(jī)理的復(fù)雜性、隨機(jī)性、動(dòng)態(tài)變化性，它一直是困擾工程管理人員一個(gè)技術(shù)難題。

2、混凝土裂縫形成的原因

裂縫產(chǎn)生的形式和種類(lèi)很多，有設(shè)計(jì)方面的原因，但更多的是施工過(guò)程的各種因素組合產(chǎn)生的，要根本解決混凝土中裂縫問(wèn)題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。裂縫原因是設(shè)計(jì)、施工、材料、環(huán)境及管理等相互影響的綜合性問(wèn)題，解決裂縫控制問(wèn)題應(yīng)當(dāng)采取綜合方法。

2.1設(shè)計(jì)原因

1.設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。

2.設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫（偏心、應(yīng)力過(guò)大等）。

3.設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過(guò)少或過(guò)粗等引起構(gòu)件裂縫（如墻板、樓板）。

4.設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。

5.設(shè)計(jì)中采用的混凝土等級(jí)過(guò)高，造成用灰量過(guò)大，對(duì)收縮不利。

2.2混凝土配合比設(shè)計(jì)原因

1.設(shè)計(jì)中水泥等級(jí)或品種選用不當(dāng)。

2.配合比中水灰比過(guò)大。

3.單方水泥用量越大、用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。

4.配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差，導(dǎo)致混凝土離淅、泌水、保水性不良，增加收縮值。

5.配合比設(shè)計(jì)中混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。

2.3施工原因

1.粗細(xì)集料含泥量過(guò)大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

2.骨料粒徑越細(xì)、針片含量越大，收縮量增大。

3.混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。

4.水泥等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)原因：水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、對(duì)混凝土開(kāi)裂影響越大?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大、越易開(kāi)裂。

2.4現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因

1.現(xiàn)場(chǎng)振搗搗混凝土?xí)r，振搗或插入方法不當(dāng)，漏振、過(guò)振或振搗棒抽撤過(guò)快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

2.拌和不均勻，攪拌時(shí)間不足、拌和后到澆筑時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，易產(chǎn)生裂縫。

3.連續(xù)澆筑時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，接茬處理不當(dāng)，易產(chǎn)生裂縫。

4.高空澆注混凝土，風(fēng)速過(guò)大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。

5.對(duì)樓板，缺少二次壓面，易產(chǎn)生泌水裂縫。

6.對(duì)大體積混凝土工程，缺少二次壓面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。

7.大體積混凝土澆筑，現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫工作不到位，易混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

8.現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

9.現(xiàn)場(chǎng)模板拆除過(guò)早，易引起拆模裂縫。

2.5使用原因（外界因素）

1.建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫。

2.野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫。

3.周?chē)h(huán)境影響，酸、堿、鹽等對(duì)構(gòu)筑物的侵蝕，引起裂縫。

4.意外事件，火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。

5.使用中短期或長(zhǎng)期超載。

6.結(jié)構(gòu)構(gòu)件各區(qū)域溫度、濕度差異過(guò)大。

3、混凝土裂縫的控制措施

3.1設(shè)計(jì)方面

3.1.1設(shè)計(jì)人員應(yīng)靈活地運(yùn)用‘抗放結(jié)合、或以‘抗為主、或以‘放為主的設(shè)計(jì)原則，來(lái)選擇結(jié)構(gòu)方案和使用的材料。

3.1.2盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來(lái)應(yīng)力集中

3.1.3采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)

3.1.4重視構(gòu)造鋼筋

3.2材料選擇

1.根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥品種、等級(jí)，盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥。

2.選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。

3.積極采用摻合料和混凝土外加劑。

4.正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。

3.3混凝土配合比設(shè)計(jì)

1.混凝土配合比除應(yīng)按《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55的規(guī)定，根據(jù)要求的強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、耐久性及工作性等進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

2.干縮率。混凝土90d的干縮率易小于0.06%。

3.坍落度。盡量采用較小的混凝土坍落度。

4.用水量。不宜大于170kg/m3。

5.水泥用量。普通強(qiáng)度等級(jí)的混凝土宜為270-450千克每立方米，高強(qiáng)混凝土不宜大于550千克每立方米。

6.水灰比。混凝土水灰比不得大于0.60。

7.砂率。應(yīng)采用較小的砂率。

8.宜采用引氣劑或引氣減水劑。

3.4施工方面

3.4.1模板的安裝及拆除

模板及其支架應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、地基土類(lèi)別、施工程序、施工工具和材料供應(yīng)等條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。模板及其支架應(yīng)具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受澆筑混凝土的自重、側(cè)壓力、施工過(guò)程中產(chǎn)生的荷載，以及上層結(jié)構(gòu)施工時(shí)產(chǎn)生的荷載。

3.4.2混凝土的制備

應(yīng)優(yōu)先采用預(yù)拌混凝土，其質(zhì)量應(yīng)符合《預(yù)拌混凝土》GB/T14902的規(guī)定進(jìn)行外，對(duì)品質(zhì)、種類(lèi)相同的混凝土，原則上要在同一預(yù)拌混凝土廠訂貨。

3.4.3混凝土的運(yùn)輸

運(yùn)輸混凝土?xí)r，應(yīng)能保持混凝土拌和物的均勻性，不應(yīng)產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象，運(yùn)送容器應(yīng)不漏漿，內(nèi)壁光滑平整，具有防曬、防風(fēng)、防雨雪、防寒設(shè)施，并宜快速運(yùn)輸。運(yùn)送頻率，應(yīng)保證混凝土施工的連續(xù)性。

3.4.4混凝土的養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)是防止混凝土產(chǎn)生裂縫的重要措施，必須充分重視，并制定養(yǎng)護(hù)方案，派專(zhuān)人養(yǎng)護(hù)工作。

3.5管理方面

應(yīng)當(dāng)確定科學(xué)的控制裂縫標(biāo)準(zhǔn)，合理的選擇施工進(jìn)度，避免在混凝土施工中過(guò)分搶工期，監(jiān)督混凝土施工中制定的各項(xiàng)技術(shù)措施，必須嚴(yán)格執(zhí)行。

3.6環(huán)境方面

注意施工的季節(jié)，環(huán)境的溫濕度及氣象變化對(duì)混凝土變形性能的影響，嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)坍落度、防風(fēng)、及時(shí)和氣象站保持緊密聯(lián)系，應(yīng)當(dāng)盡可能在較低的溫度環(huán)境中開(kāi)始澆灌混凝土，中間特別注意急劇降溫、急劇干燥對(duì)混凝土的不利影響，暴雨中不能澆灌混凝土。

4、混凝土裂縫的處理方法

主要有表面處理法、填充法、灌漿法、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法、混凝土置換法、電化學(xué)防護(hù)法、仿生自愈合法。

結(jié)語(yǔ)：

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來(lái)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。