試分析施工過程中混凝土裂縫原因

李華忠

摘 要：結(jié)合自己多年工作體驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)施工中混凝土裂縫原因復(fù)雜而繁多，多種因素相互影響?；炷亮芽p在施工中是一項(xiàng)質(zhì)量通病，應(yīng)引起足夠的重視，本文從多個(gè)方面闡述了產(chǎn)生混凝土裂縫的具體原因。

關(guān)鍵詞：混凝土;裂縫;原因

在工程施工過程中，混凝土裂縫經(jīng)常出現(xiàn)?；炷亮芽p產(chǎn)生的原因是多方面的，也是復(fù)雜繁多的。其中比較常見的原因有以下幾種：第一是與混凝土材料質(zhì)量因素相關(guān)所產(chǎn)生的裂縫;第二是由于混凝土的荷載問題導(dǎo)致的裂紋;第三是因地質(zhì)因素引發(fā)沉降所導(dǎo)致的裂縫;四是由天氣氣溫導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象所導(dǎo)致的裂縫;五是因鋼筋等混凝土主要承重材料發(fā)生銹蝕引發(fā)的裂縫;六是因建筑材料自身的物理性質(zhì)引起混凝土收縮導(dǎo)致裂縫;七是溫度的變化使得混凝土內(nèi)部發(fā)生變形導(dǎo)致的裂縫;八是因施工人員在施工工藝上存在技術(shù)性失誤或偏差導(dǎo)致的裂縫。本文以混凝土裂縫的產(chǎn)生入手，從以上八個(gè)方面具體分析其所產(chǎn)生的具體原因。

1? 混凝土材料質(zhì)量引起的裂縫

混凝土建筑材料是由水泥、砂、石等原料，通過一定比例摻配形成的，它們質(zhì)量的好壞直接影響混凝土的質(zhì)量導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。導(dǎo)致混凝土質(zhì)量出現(xiàn)問題的原因有：首先是水泥原料中的游離氧化鈣含量超標(biāo)而影響水泥的安定性，導(dǎo)致水泥質(zhì)量不合格;其次是水泥本身的強(qiáng)度不夠，或者是在保存運(yùn)輸過程中發(fā)生受潮或過期的問題降低了水泥的強(qiáng)度，從而使得摻配后的混凝土強(qiáng)度不足引起裂縫發(fā)生;最后是所選用的砂石粒徑太小或級(jí)配不良，使得砂石的空隙率較大，這就直接導(dǎo)致了水泥和水的比例增大，從而引起混凝土自身的收縮性增大，降低了混凝土的強(qiáng)度，因此砂石的粒徑要選用符合施工標(biāo)準(zhǔn)的大小，不宜過大或過小，這樣才能保證混凝土材料的質(zhì)量，減少裂縫出現(xiàn)的幾率。

2? 荷載引起的裂縫

所謂荷載裂縫指的是混凝土在常規(guī)靜、動(dòng)荷載及次應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的裂縫，主要分為直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種類型。產(chǎn)生裂縫原因主要有如下幾方面：

2.1在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，首先，設(shè)計(jì)者對(duì)計(jì)算模型設(shè)置不合理，所設(shè)定的結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力數(shù)據(jù)不符，出現(xiàn)荷載少算或漏算現(xiàn)象都會(huì)影響混凝土的荷載實(shí)力;其次，內(nèi)力與配筋計(jì)算出現(xiàn)偏差或混凝土的結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不足也是引起荷載裂縫的原因;再次，混凝土的截面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不足影響到具體施工的可行性，由此而產(chǎn)生施工工藝質(zhì)量問題，導(dǎo)致荷載裂縫出現(xiàn);最后，鋼筋設(shè)計(jì)偏少或布置錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度不夠進(jìn)而產(chǎn)生荷載裂縫。

2.2在施工階段，在混凝土上不加限制地堆放施工機(jī)具、材料影響其風(fēng)干進(jìn)程而造成裂縫;或是因施工人員缺少對(duì)預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)的了解而進(jìn)行不合標(biāo)準(zhǔn)的安裝運(yùn)輸以及翻身起吊作業(yè)引起裂縫產(chǎn)生;此外，施工人員不嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙施工而造成施工順序以及結(jié)構(gòu)受力模式發(fā)生改變也會(huì)使混凝土形成荷載裂縫;同時(shí)未對(duì)結(jié)構(gòu)作疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算就投入使用也容易造成荷載裂縫。

2.3在使用階段，超過設(shè)計(jì)荷載的重型車輛、車輛撞擊、發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。

3? 沉陷引起的裂縫

施工地基的土質(zhì)情況以及回填土施工情況都會(huì)導(dǎo)致沉陷裂縫產(chǎn)生。例如施工地基土質(zhì)不勻或松軟，回填土不實(shí)或發(fā)生浸水情況都會(huì)造成地基不均勻而發(fā)生沉降;其次，模板的剛度不足、支撐間距過大或支撐底部出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，特別是在冬季，很容易發(fā)生凍土化凍后模板支撐出現(xiàn)不均勻沉降而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。該裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關(guān)，一般沿與地面垂直呈30°～ 45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫，會(huì)有一定的錯(cuò)位，裂縫寬度與沉降量成正比。

4? 凍脹引起的裂縫

在低于零度的氣溫下，混凝土因?yàn)槲柡投沟糜坞x水變成冰，因而造成體積膨脹產(chǎn)生了膨脹應(yīng)力，降低了混凝土強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。此外，如果混凝土的骨料空隙率大則會(huì)增強(qiáng)其吸水性，或是骨料中的泥土雜質(zhì)含量過多、水灰比偏大以及振搗不密實(shí)、養(yǎng)護(hù)不到位等都容易使混凝土發(fā)生冰凍情況，造成凍脹裂縫。

5? 鋼筋銹蝕引起的裂縫

由于混凝土質(zhì)量不好或保護(hù)層厚度不足，混凝土保護(hù)層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋與周圍混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng)，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫。

6? 收縮引起的裂縫

在工程中，混凝土的收縮裂縫通常有塑性收縮和縮水收縮（干縮），以及自身收縮和碳化收縮。因?yàn)榛炷帘韺铀謸p失快，其內(nèi)部水分的蒸發(fā)速率大于其泌水速率，在固體顆粒水面產(chǎn)生毛細(xì)管張力，混凝土自身收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。收縮現(xiàn)象導(dǎo)致的裂縫是不規(guī)則斜裂縫，在配筋率大的部分會(huì)使混凝土收縮比較明顯，并在表面容易產(chǎn)生龜裂裂縫，常出現(xiàn)在混凝土成型數(shù)周或數(shù)月之間。

7? 溫度變化引起的裂縫

溫度變化指的是外部自然環(huán)境溫度和混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度兩方面，因?yàn)榛炷磷陨砭哂袩崦浝淇s的性質(zhì)，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，混凝土就會(huì)發(fā)生變形，其在變形受阻時(shí)會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)該應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)便會(huì)形成溫度裂縫。溫度裂縫的特點(diǎn)是表面裂縫與深層裂縫形狀差別大，前者無規(guī)律性，后者有規(guī)律性。裂縫寬度大小因溫度變化的影響而熱細(xì)冷寬。表面溫度裂縫常出現(xiàn)的時(shí)間早，深層和貫穿裂縫出現(xiàn)時(shí)間晚。

7.1表面溫度裂縫多由溫差較大引起的。大體積混凝土（厚度超過2 m）澆筑之后因水泥水化放熱，使內(nèi)部溫度升高而出現(xiàn)較大的內(nèi)外溫差，導(dǎo)致表面出現(xiàn)裂縫。在冬季施工時(shí)，過早去掉保溫層，或受寒潮襲擊，都導(dǎo)致混凝土因早期強(qiáng)度低而產(chǎn)生裂縫。另外當(dāng)預(yù)制構(gòu)件采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)，由于降溫過快或構(gòu)件急于出池，急速揭蓋，均使混凝土表面收縮，產(chǎn)生裂縫。

7.2深層貫穿裂縫多受外界的影響而引起。如現(xiàn)澆橋臺(tái)混凝土或大體積剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，澆筑在堅(jiān)硬的地基上，未采取隔離等約束措施。在混凝土澆筑時(shí)，其結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度很高，但在其冷卻收縮時(shí)，全部或部分受到地基或其他外部結(jié)構(gòu)的影響，在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)很大拉應(yīng)力，進(jìn)而產(chǎn)生降溫收縮裂縫。

8? 施工工藝引起的裂縫

在混凝土澆筑、制作、運(yùn)輸以及安裝整個(gè)流程中，由于施工工藝不合理、施工質(zhì)量差會(huì)造成混凝土形成各種裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因不同會(huì)導(dǎo)致裂縫的位置、方向以及寬度出現(xiàn)差異。主要可分為以下幾類：（1）混凝土保護(hù)層過厚，使承受負(fù)彎矩的受力筋保護(hù)層加厚而造成構(gòu)件的有效高度減小所產(chǎn)生的與受力鋼筋垂直方向的裂縫。（2）混凝土振搗不密實(shí)、不均勻?qū)е路涓C、麻面、空洞現(xiàn)象出現(xiàn)而產(chǎn)生的裂縫。（3）混凝土澆筑過快或流動(dòng)性差， 導(dǎo)致其在硬化前沉實(shí)不足， 硬化后沉實(shí)過大而造成澆筑后發(fā)生塑性收縮裂縫。（4）混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng)使水分蒸發(fā)過多而造成混凝土坍落度過低，使得在混凝土出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。（5）在混凝土初期養(yǎng)護(hù)因急劇干燥使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。（6）在混凝土攪拌時(shí)水灰比偏大導(dǎo)致水與水泥用量過多，從而導(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化時(shí)收縮量增加，引起混凝土表面出現(xiàn)裂縫。（7）混凝土分層或分段澆筑時(shí)， 接頭部位處理不好， 會(huì)在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。

通過以上分析，明確了造成混凝土裂縫的原因是多種多樣的，相互之間有其影響，每一條裂縫都有一種或幾種原因的。希望在混凝土工程中多加注意，以方便施工找出控制裂縫的可行辦法，達(dá)到防患于未然的作用。

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