混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及控制淺析

張士強(qiáng)

摘 要： 在建筑工程中混凝土構(gòu)件容易產(chǎn)生裂縫，本文結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)、材料、施工等幾個(gè)方面分析裂縫產(chǎn)生的原因并提出防治措施，供技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞： 混凝土裂縫；原因；控制

由于混凝土的組成及脆性特征，導(dǎo)致其抗裂性能差，抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的1/10左右，在施工過(guò)程中，裂縫的產(chǎn)生不可能完全避免，只要裂縫的數(shù)量、形狀及發(fā)展趨勢(shì)不會(huì)影響建筑物的受力及表面感觀，就可以不進(jìn)行處理。如果裂縫的發(fā)展有可能對(duì)建筑物的整體受力造成嚴(yán)重影響，或建筑物表面裂縫影響了人們的感觀舒適度，給人造成危險(xiǎn)感，那就有必要對(duì)裂縫進(jìn)行控制和治理。目前，不同規(guī)范對(duì)建筑物所要求的耐久性、美觀度不同，對(duì)需要處理的裂縫規(guī)定也有所不同。以下從幾方面對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和防治措施進(jìn)行論述，供技術(shù)人員參考。

1 裂縫產(chǎn)生的原因和特征

1.1 設(shè)計(jì)不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫

為追求建筑物的外觀樣式，建筑物表面存在過(guò)多凹凸角，產(chǎn)生的凹角應(yīng)力集中導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。一些超長(zhǎng)建筑物，很易出現(xiàn)伸縮裂縫。此外，因設(shè)計(jì)的承重板件厚度太小，剛度減弱，板中受拉鋼筋和受壓混凝土應(yīng)力增大，致使板件出現(xiàn)穿透性裂縫。

1.2 混凝土材料使用不當(dāng)產(chǎn)生的裂縫

（1）使用導(dǎo)致混凝土收縮性較高的礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥及水泥標(biāo)號(hào)低或水灰比高均易產(chǎn)生裂縫。此外，在施工過(guò)程中，將不同廠家的水泥混用，都是產(chǎn)生裂縫的重要因素。

（2）混凝土中粗骨料的用量大，針片狀石子含量高，會(huì)造成混凝土內(nèi)部孔隙增多。細(xì)骨料的粒徑及含泥量超標(biāo)，夏季施工時(shí)骨料溫度偏高，到達(dá)施工面上的混凝土質(zhì)量得不到保證，從而使混凝土出現(xiàn)裂縫。此外，不同集料對(duì)混凝土的收縮有不同影響。

（3）混凝土出現(xiàn)離析、泌水等不良現(xiàn)象，造成混凝土各種組份分布不均勻，水化反應(yīng)差異性大，混凝土整體強(qiáng)度低，容易產(chǎn)生裂縫。另外，混凝土中大量加入粉煤灰以減少水泥用量，此時(shí)混凝土強(qiáng)度不足以抵抗早期的內(nèi)部拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。

1.3 施工過(guò)程容易產(chǎn)生的裂縫

（1）混凝土鋼筋保護(hù)層較小、混凝土坍落度較大以及混凝土表面收漿不好，易產(chǎn)生沉淀裂縫。外觀表現(xiàn)為沿鋼筋縱向出現(xiàn)條狀規(guī)則裂縫，在預(yù)埋件正上方以預(yù)埋件為中心出現(xiàn)輻射狀裂縫，裂縫部位略高于周?chē)炷帘砻妗?/p>

（2）塑性收縮是由于混凝土澆筑完畢后

養(yǎng)護(hù)不及時(shí)造成的，在混凝土表面形成伸向四面八方的裂縫。塑性收縮所產(chǎn)生的量級(jí)很大，可達(dá)1%左右。在骨料下沉過(guò)程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。

（3）干縮裂縫發(fā)生在塑性收縮之后。在干縮過(guò)程中，混凝土遇到如鋼筋或其他預(yù)埋件的約束，

在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。在配筋率較大（超過(guò)3%）的構(gòu)件中，鋼筋對(duì)混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂。另外，骨料的大小和級(jí)配對(duì)干縮也有影響，如使用偏細(xì)砂時(shí)，會(huì)使混凝土收縮值增大。一般來(lái)說(shuō)，水泥用量越多、構(gòu)件尺寸越小或越薄、空氣濕度越小，干縮量則越大。干縮的特征是表面開(kāi)裂，走向?yàn)榭v橫交錯(cuò)，沒(méi)有一定的規(guī)律，裂縫寬度和長(zhǎng)度都很小。

（4）由于水泥水化產(chǎn)生的熱量不均勻或環(huán)境的溫度變化，或兩者的共同作用，使混凝土內(nèi)外產(chǎn)生溫差，導(dǎo)致混凝土體積的變化，當(dāng)體積變化引起的拉伸應(yīng)變超過(guò)混凝土的極限拉伸時(shí)，混凝土將會(huì)開(kāi)裂。

（5）在混凝土內(nèi)部的一些危害性化學(xué)反應(yīng)也可導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。如水泥熟料存在較多游離氧化鈣，當(dāng)混凝土已凝結(jié)硬化，而其中的氧化鈣繼續(xù)水化產(chǎn)生體積膨脹，就可以導(dǎo)致在混凝土表面出現(xiàn)龜裂等。另外，混凝土集料中的活性材料與水泥中的堿產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成遇水膨脹的凝膠體，也會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)破壞。（6）由于混凝土保護(hù)層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周?chē)炷翂A度降低，或由于氯化物介入，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞；鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng)，從而對(duì)周?chē)炷廉a(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開(kāi)裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫。

（7）施工方法不規(guī)范會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。

2 預(yù)防裂縫產(chǎn)生的控制措施

針對(duì)上述裂縫產(chǎn)生的原因分析，可采取以下幾項(xiàng)措施進(jìn)行控制：

（1）設(shè)計(jì)部門(mén)應(yīng)明確建筑物的安全第一的宗旨，在保證安全的前提下對(duì)建筑物的實(shí)用性、裝飾性進(jìn)行改進(jìn)，不可片面追求建筑物的經(jīng)濟(jì)性和裝飾效果。

（2）選用收縮性較低的水泥，合理搭配水泥強(qiáng)度等級(jí)與混凝土強(qiáng)度等級(jí)之間關(guān)系。一般情況下，水泥強(qiáng)度比所使用的混凝土強(qiáng)度大一個(gè)等級(jí)。如配置C30混凝土，使用強(qiáng)度等級(jí)為42.5的水泥比較合適，可以達(dá)到合理的水灰比，保證施工質(zhì)量。切忌不能只為片面追求經(jīng)濟(jì)效益，使用高標(biāo)號(hào)水泥、大水灰比的配合比。在現(xiàn)場(chǎng)一定要設(shè)置與施工規(guī)模和進(jìn)度相匹配的水泥庫(kù)，嚴(yán)禁不同廠家的水泥混用。

（3）選用級(jí)配良好的粗、細(xì)骨料，粗骨料中針片狀石子嚴(yán)禁超標(biāo)，細(xì)骨料不能使用細(xì)砂，含泥量嚴(yán)格控制在規(guī)范要求以?xún)?nèi)。盡量選用收縮率小的骨料。夏季骨料溫度高時(shí)，采用灑水等降溫措施，減緩混凝土水化反應(yīng)速度，降低混凝土入模溫度。

（4）對(duì)于大型工程，施工單位應(yīng)建立自己的攪拌系統(tǒng)，并嚴(yán)格按照操作規(guī)程施工。為改善混凝土的和易性，可加入適量保水劑，保水性越好，混凝土收縮越小。

（5）要嚴(yán)格控制鋼筋和模板尺寸，選用小坍落度混凝土（高層以下建筑坍落度不大于120mm，高層建筑坍落度不大于150mm為宜），保證保護(hù)層厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。？

（6）盡量避開(kāi)在干旱高溫天氣澆筑大體積混凝土。對(duì)澆筑完畢的混凝土要及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)或用塑料薄膜對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋。

（7）應(yīng)盡可能采用最小的用水量和最大的集料數(shù)量。針對(duì)大體積混凝土，可以設(shè)置合理的伸縮縫，或在混凝土中摻加適量膨脹劑等。及時(shí)灑水覆蓋，補(bǔ)充適當(dāng)水分也可預(yù)防干縮裂縫的產(chǎn)生。

（8）在構(gòu)件內(nèi)埋置降溫管道、選用水化熱低的水泥等措施降低混凝土內(nèi)部溫度，避免混凝土內(nèi)外出現(xiàn)較大溫差。夏季及時(shí)對(duì)混凝土覆蓋灑水，冬季施工應(yīng)及時(shí)覆蓋保溫，控制混凝土與外部環(huán)境之間出現(xiàn)較大溫差和溫度變化。

（9）選用質(zhì)量穩(wěn)定、信譽(yù)好的水泥廠家及骨料產(chǎn)地，嚴(yán)格按照試驗(yàn)抽檢程序?qū)λ嗪凸橇线M(jìn)行檢查，合格后方能投入使用?？刂七\(yùn)輸車(chē)輛的整潔，防止運(yùn)輸工具對(duì)原材料的污染。

（10）采用透水性小的混凝土、保證鋼筋保護(hù)層厚度、在鋼筋表層應(yīng)用阻銹劑等方法都可以有效避免鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫。

（11）制定切實(shí)可行的施工組織設(shè)計(jì)并嚴(yán)格執(zhí)行；工人應(yīng)增強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)，熟知操作規(guī)程，施工中做到一絲不茍，嚴(yán)謹(jǐn)扎實(shí)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了在施工中混凝土裂縫的主要形成原因，產(chǎn)生裂縫的原因除設(shè)計(jì)外，多為施工質(zhì)量控制措施不得當(dāng)、不到位或經(jīng)驗(yàn)不足等原因造成，因此，要求施工單位在編制施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際施工條件，將各種情況考慮周全，嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，把裂縫的數(shù)量和危害壓縮到最小范圍內(nèi)。