淺析混凝土裂縫形成原因及應(yīng)對(duì)措施

袁建軍

摘? ? 要：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是我國(guó)目前最普遍的建筑結(jié)構(gòu)之一，其耐久性、防火性能好，而且比磚混結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、比鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)更低等優(yōu)點(diǎn)。由于混凝土抗拉強(qiáng)度低，所以混凝土承受的主要是壓力作用，在壓力作用下會(huì)體現(xiàn)混凝土的多種性能。隨著混凝土應(yīng)用越來(lái)越普及，混凝土出現(xiàn)的裂縫、蜂窩、漏筋、孔洞等問(wèn)題隨之增多，尤其是混凝土裂縫。據(jù)統(tǒng)計(jì)混凝土裂縫問(wèn)題占工程質(zhì)量投訴問(wèn)題的20%以上，由此可見(jiàn)混凝土裂縫防治的重要性。

關(guān)鍵詞：混凝土;裂縫;產(chǎn)生原因;防止措施

1? 引言

混凝土是由膠凝材料、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例配合、拌制成拌合物，經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的人造石材，是一種非均質(zhì)脆性材料。其構(gòu)件是帶裂縫工作的。確切地說(shuō)，混凝土在凝結(jié)硬化過(guò)程中就有微裂縫存在，這是因?yàn)榛炷林械乃嗍凸橇显跍貪穸茸兓瘲l件下產(chǎn)生不均勻的體積變形，而它們又粘結(jié)在一起不能自由變形，于是形成相互間的約束應(yīng)力;一旦此約束應(yīng)力大于水泥石和骨料間的黏結(jié)強(qiáng)度，以及水泥石自身的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)產(chǎn)生微裂縫。

2? 混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

混凝土裂縫的形式是多種多樣的，產(chǎn)生的原因也非常復(fù)雜，而非結(jié)構(gòu)性裂縫約占混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的80%左右，是混凝土結(jié)構(gòu)中的主要裂縫和常見(jiàn)裂縫。非結(jié)構(gòu)性裂縫主要包括收縮裂縫、溫度裂縫及沉陷裂縫三種。

2.1? 收縮裂縫

收縮裂縫是由濕度變化引起的，它占混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫中的主要部分。混凝土是以水泥為主要膠結(jié)材料，以天然砂、石為骨料加水拌合，經(jīng)過(guò)澆筑成型、凝結(jié)硬化形成的人工石材。在施工中，為保證其和易性，往往加入比水泥水化作用所需的水分多4～5倍的水。多出的這些水分以游離態(tài)形式存在，并在硬化過(guò)程中逐步蒸發(fā)，從而在混凝土內(nèi)部形成大量毛細(xì)孔、空隙甚至孔洞，造成混凝土體積收縮。此外，混凝土硬化過(guò)程中水化作用和碳化作用也會(huì)引起混凝土體積收縮。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)測(cè)定，混凝土最終收縮量約為0.04%～0.06%?？梢?jiàn)，收縮是混凝土固有的物理特性，一般來(lái)說(shuō)，水灰比越大、水泥強(qiáng)度越高、骨料越少、環(huán)境溫度越高、表面失水越大，則其收縮值越大，也越易產(chǎn)生收縮裂縫。根據(jù)收縮裂縫的形成機(jī)理與形成時(shí)間，工程中常見(jiàn)的收縮裂縫主要有塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和干燥收縮裂縫三類，此外，還有自身收縮（化學(xué)減縮）裂縫和碳化收縮裂縫。

2.2? 溫度裂縫

溫度裂縫是由于混凝土內(nèi)外溫差或季節(jié)氣溫變化過(guò)大而形成的。表面溫度裂縫走向無(wú)一定規(guī)律性，大面積結(jié)構(gòu)溫度裂縫常縱橫交錯(cuò)。表面溫度裂縫常發(fā)生在施工期間，寬度受溫度變化影響較明顯，冬季較寬，夏季較細(xì)。

主要成因分析：表面溫度裂縫多由溫差較大引起。特別是大體積混凝土基礎(chǔ)澆注后，在硬化期間，水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差較大，當(dāng)溫度產(chǎn)生非均勻的降溫差時(shí)，將導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較大的降溫收縮，此時(shí)表面受到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，而混凝土早期抗拉強(qiáng)度很低，因而出現(xiàn)裂縫。

2.3? 沉陷裂縫

沉陷裂縫多屬進(jìn)深或貫穿性裂縫，走向與基礎(chǔ)沉陷情況有關(guān)，可能出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的上部或下部，一般與地面垂直。較大的貫穿性沉陷裂縫往往上下或左右有一定的差距，裂縫寬度受溫度變化影響小，因荷載大小而異，且與不均勻沉降值成比例。

主要成因分析：①結(jié)構(gòu)、構(gòu)件下面的地基軟硬不均，或者存在松軟土，未經(jīng)夯實(shí)和必要的加固處理，混凝土澆注后，地基局部產(chǎn)生不均勻沉降而引起裂縫;②結(jié)構(gòu)各部荷載懸殊，未作必要的加強(qiáng)處理，混凝土澆注后因地基受力不均，產(chǎn)生不均勻下沉，造成結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂縫;③模板剛度不足，模板支撐不牢，支撐間距過(guò)大或支撐在松軟土上，以及過(guò)早拆模，也常導(dǎo)致不均勻沉陷裂縫出現(xiàn);④冬季施工時(shí)模板支架支承在凍土層上，若上部結(jié)構(gòu)未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度，地層化凍下沉，使結(jié)構(gòu)下垂或產(chǎn)生裂縫。

3? 減少混凝土裂縫產(chǎn)生的防治措施

由于原材料質(zhì)量問(wèn)題、混凝土自身荷載或外荷載過(guò)大、溫差、施工不當(dāng)、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起了混凝土裂縫的產(chǎn)生?；炷亮芽p直接影響到建筑物的質(zhì)量安全，因此為了最大程度減少混凝土裂縫現(xiàn)象，應(yīng)該針對(duì)性地采取積極有效的措施來(lái)應(yīng)對(duì)。

3.1? 合適的材料配合比

混凝土的配合比要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)才能確定，滿足設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)需求，保證強(qiáng)度等級(jí)，只有這樣才能保證混凝土的耐久性。在混凝土中石子和砂子占的比例較大，且砂子、石子在混凝土中主要起骨架作用。砂的含水量對(duì)于砂料的體積有較大的影響，石子的顆粒級(jí)配對(duì)水泥用量的大小也有較大影響，有效控制砂的含水量和石子的顆粒級(jí)配對(duì)于混凝土的自重具有顯著的改善作用，合適的材料配合比對(duì)減小混凝土裂縫產(chǎn)生有所幫助。由于“三高”水泥對(duì)混凝土裂縫的影響越來(lái)越嚴(yán)重，減少或是替代這種水泥的使用對(duì)減少混凝土裂縫產(chǎn)生有所幫助，發(fā)明創(chuàng)造出新型混凝土也很有必要。

3.2? 合理控制溫差

大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因主要是由于混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大造成的，合理控制溫差減少溫差引起的裂縫很有必要。在新拌混凝土中，其模板失去水分會(huì)發(fā)生塑性收縮產(chǎn)生裂縫，而表面失水則是因?yàn)樗療岙a(chǎn)生的溫度過(guò)高、熱量過(guò)多在混凝土發(fā)生冷卻收縮時(shí)還沒(méi)有完全散失而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。在新拌混凝土試驗(yàn)中，采用了人工拌合法和機(jī)械攪拌法進(jìn)行試驗(yàn)，在合理時(shí)間內(nèi)均勻攪拌混凝土，通過(guò)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工條件下所用混凝土的溫度變化得出數(shù)據(jù)分析和研究。所以控制溫度差或者是采用發(fā)熱量較小的材料對(duì)大體積混凝土的裂縫很有效。

3.3? 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化施工

施工質(zhì)量問(wèn)題一方面是由于和易性不好導(dǎo)致難以獲得均勻密實(shí)的混凝土，另一方面是施工人員的問(wèn)題造成的質(zhì)量問(wèn)題。在開(kāi)始工作之前，施工人員和管理人員應(yīng)該接受一定的培訓(xùn)，熟悉和掌握本工種技術(shù)操作流程和嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行任務(wù)，不得有違規(guī)操作。工程項(xiàng)目應(yīng)該注重建筑物的質(zhì)量，不能夠一味追求經(jīng)濟(jì)效益，在當(dāng)今社會(huì)這個(gè)轉(zhuǎn)型期，思維方式和理念都應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，改革創(chuàng)新是很有必要的。在這個(gè)改革創(chuàng)新的時(shí)代，我們更應(yīng)該重視的是建筑物的質(zhì)量安全，再是建筑物的功能性、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)等其他方面的事情，規(guī)范化施工是很有必要的。

3.4? 注重混凝土養(yǎng)護(hù)

為了減緩混凝土裂紋或裂縫的產(chǎn)生，可以在混凝土養(yǎng)護(hù)階段通過(guò)減緩水分蒸發(fā)和散失來(lái)實(shí)現(xiàn)?；炷琉B(yǎng)護(hù)的方法有很多種類，建議可以采取簡(jiǎn)便有效的措施，以造價(jià)最合理的方式來(lái)達(dá)到此目的。一方面可以采取對(duì)混凝土表面進(jìn)行遮蓋，減少表面混凝土的暴露時(shí)間等措施來(lái)減緩和避免水分過(guò)快的蒸發(fā)。另一方面采取灑水、噴涂薄膜等養(yǎng)護(hù)措施來(lái)減緩水分的散失?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)階段必不可少且十分重要，可以通過(guò)采取措施在此階段減緩裂縫的產(chǎn)生。

4? 結(jié)束語(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。

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