淺析混凝土開裂原因及控制措施

中圖分類號：TU755.7 文獻標識碼：C文章編號：1008-925X(2011)12-0033-01

摘要：近年來，我國基礎建設得到迅猛發(fā)展，混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的裂縫問題越來越突出，有的甚至影響到結(jié)構(gòu)安全和正常使用，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因：有設計，施工、構(gòu)造、結(jié)構(gòu)沉降等原因。本人依據(jù)幾年來的施工管理經(jīng)驗和學到的理論知識，并結(jié)合曾施工過的工程的實踐，就混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及預防，提出了一些看法和建議。

關(guān)鍵詞：混凝土開裂 原因 控制

在建筑物的建造和使用過程中，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導致結(jié)構(gòu)垮塌的報道屢見不鮮。混凝土開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著工程技術(shù)人員。

1 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫種類和成因 

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分如下幾種：

1.1 設計方面的原因。

1.1.1 計算有誤，構(gòu)件截面尺寸設計不合理，斷面配筋不足，鋼筋排列順序不當這是造成構(gòu)件的承載力和剛度不足、變形過大而產(chǎn)生裂縫的原因。

1.1.2 構(gòu)件的構(gòu)造筋配置不足。在設計中，往往只對正常使用的荷載情況進行驗算，未考慮構(gòu)件澆筑過程中產(chǎn)生的各種變形因素，而這種變形恰恰對構(gòu)件的影響很大。商品混凝土因為坍落度大，引起的變形也大，再加上變形的存在，其出現(xiàn)裂縫的幾率自然要比普通混凝土大。這種裂縫，一般來說板面多于板底，尤以板角居多，裂縫無規(guī)律性，多由混凝土在硬化過程中的收縮變形和缺少相應部位的構(gòu)造鋼筋約束所產(chǎn)生。

1.1.3 結(jié)構(gòu)沉降產(chǎn)生裂縫。這類裂縫通常是因基礎的剛度不足，或者地基的壓縮變形不一致而發(fā)生不均勻沉降，使上部結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變形，這種變形所形成的拉應力超過了結(jié)構(gòu)的抗力，從而引起裂縫。

1.2 材料方面的原因。混凝土收縮是其自身的特性。有關(guān)資料表明，混凝土的拌和水中只有約20%的水，是水泥水化所必須的，其余80%的水分都要被蒸發(fā)。而這多余水分的蒸發(fā)就是引起混凝土收縮的主要原因。當收縮產(chǎn)生的拉應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會出現(xiàn)裂縫，這類裂縫通常顯示規(guī)律性。

1.2.1 骨料粒徑的影響。為滿足泵送的要求，商品混凝土都采用粒徑較小的骨料，減少粗骨料的用量。粗骨料的粒徑往往受本地的骨料種類、泵送管道的直徑、鋼筋的最小間距、板厚及設計所需的流動度這五種條件的約束，而普通混凝土粗骨料的粒徑僅受到鋼筋最小間距和板厚這兩種條件的約束。因此，商品混凝土粗骨料的粒徑相對較小，直接導致單位水泥用量和拌和水用量比普通混凝土多。

1.2.2 水化熱的影響。為了提高施工效率，商品混凝土中的水泥用量往往比普通混凝土要大，而且又因加了外加劑，造成初期的水化速度快，產(chǎn)生的水化熱也較多，從而降溫時因自身約束引起的溫度應力也比普通混凝土要大得多。

1.2.3 外加劑的影響。為保持良好的工作性能和可泵性，在商品混凝土生產(chǎn)過程中都會使用外加劑，其中大多是兼有減水、泵送、緩凝等綜合作用的高效復合外加劑。由于國內(nèi)缺乏外加劑對混凝土影響的系統(tǒng)理論研究，所以外加劑加入如不能科學控制，就會在一些部位形成薄弱區(qū)域，并在外力的作用下產(chǎn)生裂縫。

1.3 施工方面的原因。

1.3.1 混凝土終凝前未仔細收光。混凝土由于坍落度大，水泥漿含量高，在終凝前因表面收縮極易出現(xiàn)收縮裂縫，對于摻加了活性摻和料的混凝土就尤為顯著。如果在終凝前未仔細收光，則收縮裂縫不會自行閉和，導致混凝土非結(jié)構(gòu)性淺表裂縫的產(chǎn)生。

1.3.2 現(xiàn)場擅自加水。施工人員為提高混凝土的施工速度，未經(jīng)有關(guān)方面認可，就擅自向混凝土中加水。現(xiàn)場加水不但增加了混凝土硬化過程中的泌水通道，降低了混凝土的強度，更嚴重的，將導致混凝土局部形成了軟弱層，增加了混凝土出現(xiàn)裂縫的可能性。

1.3.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件養(yǎng)護不到位。混凝土澆筑后，若表面在規(guī)定的時間內(nèi)未覆蓋或者澆水不及時，表面水分迅速蒸發(fā)，很容易產(chǎn)生收縮裂縫，特別是在氣溫高、濕度小、風速大的情況下，收縮更易發(fā)生。

1.3.4 模板支撐拆除過早和結(jié)構(gòu)受荷載過早。商品混凝土由于其使用的特殊性，如為保證具有一定的坍落度要求以及運輸、停置、施工所需要的時間，往往要加入具有緩凝作用的外加劑和粉煤灰以滿足施工要求。

1.4 使用過程中的原因。混凝土構(gòu)件不正確的使用也會引起各種裂縫的產(chǎn)生。如在有關(guān)構(gòu)件上堆放過多的荷載，或者是局部改變了承重體系，超過了結(jié)構(gòu)的承載力而引起裂縫。這在住宅的裝修過程中表現(xiàn)尤為突出，如在樓板上砌筑承重分隔墻，在樓板上隨處開洞等。又如結(jié)構(gòu)長期處于高溫，會引起水泥與骨料間的粘結(jié)力減弱，水泥石也因脫水而內(nèi)部產(chǎn)生空隙，使粘結(jié)力與彈性模量降低，這也增加了混凝土出現(xiàn)開裂的可能性。

2 裂縫的控制措施 

2.1 合理設計方案。確定各種混凝土的允許裂縫寬度后，根據(jù)其裂縫寬度要求進行設計，可以有效的控制混凝土裂縫的產(chǎn)生。同時，適當?shù)丶訌姌?gòu)造配筋，合理地選用鋼筋直徑和間距。選用直徑細而間距密的配筋方案，能較好的提高混凝土的抗裂性。

2.2 原料質(zhì)量達標。根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求選擇適宜的混凝土強度等級及水泥品種、等級和級配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應符合規(guī)范要求。盡量避免采用早強高的水泥，同時可以適當減少水泥的用量。

2.3 加強施工質(zhì)量。在建筑施工中混凝土裂縫的防治工作尤為重要，主要體現(xiàn)在對新澆混凝土的早期養(yǎng)護工作。以保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。主要是控制好構(gòu)件的濕潤養(yǎng)護，對于大體積混凝土，有條件時宜采用蓄水或流水養(yǎng)護。

3 裂縫處理 

混凝土裂縫表面修補。首先將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，然后沿深進裂縫鑿成深15mm～20mm、寬150mm～200mm的凹槽，再用鋼絲刷配以高壓水清洗并灑水濕潤，然后刷一層水泥砂漿，再用1∶2水泥砂漿分2～3層涂抹，總厚度控制在10mm～20mm左右，并用鐵抹壓密抹光。最后用水泥凈漿及1∶2.5的水泥砂漿交替抹壓4～5遍，即可形成剛性防水層，并進行覆蓋，同時灑水養(yǎng)護。

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)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

參考文獻

[1] 孫躍生，仲朝明，古政學，丁寧.《混凝土裂縫控制中的材料選擇》，化學工業(yè)出版社，2009-3第一版

[2] 韓素芳．《混凝土工程病害與修補加固》[M]．機械工業(yè)出版社，1996：100-150