混凝土結構裂縫的成因分析及預防控制

【摘 要】 近年來隨著我國墻改、住房商品化的發展，人們對居住環境和建筑質量的要求不斷提高，對建筑物裂縫的控制要求更為嚴格。由于建筑物的質量低劣，如由于混凝土結構出現細裂縫、墻體裂縫、滲漏等涉及的糾紛或官司也越來越多，建筑物的裂縫已成為住戶評判建筑物安全的一個非常直觀、敏感和首要的質量標準。本文針對混凝土結構出現的裂縫問題，結合工程現場對施工過程中裂縫的成因進行了分析，提出了切實可行的預防控制措施。

【關鍵詞】 混凝土結構；混凝土裂縫；成因分析；預防控制

一、引言

近年來，現澆樓板的應用普及給住宅工程增加了保險系數，提高了抗震強度，同時也提高了住戶的安全感，受到用戶的普遍歡迎。但由于現澆混凝土結構產生細裂縫的存在不僅降低了墻體的整體性、耐久性和抗震性能等，同時由于現澆混凝土結構產生的細裂縫給居住者在感觀上和心理上也會造成不同程度的影響，嚴重影響了住宅的實用。

對于現代鋼筋混凝土建筑來說，其非結構性裂縫是先天頑疾，并且由于生產和施工條件不能徹底工業化，使裂縫的產生和開展變得更加復雜。除非完全改變現代建筑的形式、形態，或者進行建筑原材料的二次革命，否則徹底解決混凝土非結構性裂縫根本不是一件可能的事情。不過通過一定的預防控制措施，在一定范圍內還是能有效控制混凝土結構裂縫的產生。

混凝土結構裂縫的形式分類：按產生原因可分為由外荷載、變形、結構構件施工質量不合格引起的裂縫；按方向外形可分為表面的、貫穿的、縱向的、橫向的、上寬下窄、下窄上寬、對角線式等；按裂縫深度可分為表面裂縫、深層裂縫以及貫穿裂縫三種。

二、混凝土結構裂縫的成因分析

混凝土作為一種復合建筑材料，由砂石骨料、水泥及其它外加材料混合而成的非均質脆性材料，其抗壓性能良好而抗拉性能很差，抗拉強度是抗壓強度的1/8～1/20左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×104，長期加荷時的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×104，因而極易產生裂縫。

溫度引起的裂縫一種情況是大體積混凝土因水泥水化熱導致內外溫差過大所引起的溫度應力超過混凝土早期抗拉強度時引起的裂縫，另一類是混凝土因環境溫度變化而產生膨脹或收縮變形，其中收縮變形又受到外界的約束或內部鋼筋的阻礙而產生裂縫。其他還包括混凝土硬化前產生的表面裂縫、混凝土收縮變形時受到約束產生的裂縫、材料不良引起的裂縫等等。

設計中，往往只針對正常使用的荷載情況進行驗算，未考慮構件澆筑過程中產生的各種變形因素，而這種變形恰恰對構件的影響很大。計算有誤，構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些都是造成構件的承載力和剛度不足、變形過大而產生裂縫的原因。由此造成的垂直裂縫通常出現在梁、板結構彎矩最大的地方，對柱裂縫則出現在中部，而斜裂縫則通常發生在剪力最大的部位。一般來說支座附近較多，由下部開始多數沿45°角向跨中上方延伸。

施工中，混凝土終凝前未仔細收光，導致收縮裂縫不會自行閉合；現場施工人員為加快施工速度擅自加水，導致混凝土局部形成了軟弱層，增加了裂縫出現的可能性；混凝土構件養護不到位，模板拆除過早和結構受荷載過早等都易造成裂縫產生。

三、混凝土結構裂縫的預防控制

選用水泥時，宜選用鋁酸三鈣，其谷量較低，細度不宜過細，礦渣含量不宜過多的水泥，砂不宜用特細砂。在確定配合比時，應采用低水灰比，低水泥用量和低用水量，選用級配良好的砂子和石子。氣溫較低時，在混凝土中摻加促凝刑，以加速混凝土的凝結和強度發展。

澆筑混凝土前，將基層和模板澆水濕透，避免吸收混凝土中的水分。振搗密實，減少混凝土的收縮量。施工中應加強振搗，提高密實度，加強澆水養護，延遲收縮發生，以避免在早期混凝土強度較低時，出現過大的收縮而造成裂縫。混凝土澆筑后，在初凝前完成抹平工作，終凝前完成壓光工作。建議推廣二次抹壓工藝，抹光后及時用潮濕的草袋或塑料薄膜覆蓋，認真養護，噴涂混凝土養護劑。

在氣溫高、風速大、干燥的天氣施工時，應加擋風設施。混凝土澆筑后應及早進行噴水養護，使其保持濕潤。大面積混凝土宜澆完一段養護一段。在炎熱季節，需加強表面的抹壓和養護。必要時加設遮陽擋風及噴霧設施等。混凝土體積較大時，要避免各種收縮應力疊加，在結構應力復雜、應力集中或應力較大的部位，特別要防止出現過大的收縮應力。

拌合混凝土時，加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；在混凝土中埋設PVC管，通入冷水降溫；熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。施工中長期暴露的混凝土表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施。另外，施工中合理改善約束條件，如合理分縫分塊，避免基礎過大起伏，合理安排施工工序，避免過大的高差和側面長期暴露，等等。

四、混凝土結構裂縫的處理方法

簡易處理法有表面修補法、充填法等。表面修補法適用于較窄的裂縫，對結構強度影響不大，但會使鋼筋銹蝕，所以恢復構件表面美觀和提高耐久性時所采用。充填法適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土的修補，可利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土裂縫中。

加固處理法有鋼箍加固法、粘貼加固法、注入法、梁的三面或四面加做圍套法、混凝土置換法等。在梁的剛度、強度或剪力不足且相差較大的情況下，采用梁的三面或四面加大，做鋼筋混凝土圍套加固較為適宜；混凝土置換法是處理混凝土結構嚴重受損的一種有效方法。先將結構損壞部分的混凝土剔除，然后再置入新的混凝土材料。常用的置換材料有普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土和砂漿。

五、結語

混凝土結構裂縫的成因復雜，要想準確判斷裂縫的成因還需做大量細致的調查取證工作。針對混凝土結構裂縫應堅持預防為主的原則，加強設計施工及使用等方面的管理，確保結構安全和避免不必要的損失。一旦產生裂縫，應全面調查分析，查明原因，找出加固依據，在處理方法上優化比較，進行經濟科學論證，綜合考慮，以求施工方便經濟高效。

參考文獻

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