淺談混凝土裂縫的成因與控制

[摘要]混凝土的裂縫問題是一個普遍存在而又難于解決的工程實際問題。本文從設計、材料、配合比、施工現(xiàn)場養(yǎng)護等方面對混凝土工程中常見的一些裂縫的成因進行了分析探討。針對混凝土裂縫產生的原因提出了控制裂縫發(fā)展的措施，并總結了混凝土裂縫的處理方法。

[關鍵詞]混凝土；裂縫；成因；控制

1.引言

混凝土結構工程的裂縫，是一個帶著有普通性被工程界很為關注的問題。有些裂縫的繼續(xù)擴展可能危及結構安全，因為結構的最終破壞往往是從裂縫開始的，成為結構的破壞的先兆，這主要是指荷載產生的裂縫；有些裂縫的出現(xiàn)造成工程滲漏，影響正常使用，保護層剝落，降低混凝土強度，嚴重損害工程耐久性，縮短工程使用壽命，這主要是指變形產生的裂縫；還有耦合作用下的裂縫和堿骨料反應膨脹應力引起的裂縫及凍融引起的裂縫。同時較大的結構裂縫，影響建筑美觀，為裝修造成困難。由于產生裂縫的微觀與宏觀機理的復雜性、動態(tài)變化性，它也是困擾工程技術人員一個技術難題。

2.裂縫的成因

裂縫產生的形式和種類很多，有設計方面的原因，但更多的是施工過程的各種因素組合產生的，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因人手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產生的最有效的途徑。裂縫原因是設計、施工、材料、環(huán)境及管理等相互影響的綜合性問題，解決裂縫控制問題應當采取綜合方法。

2.1設計原因。設計中對構件施加預應力不當，造成構件的裂縫，設計結構中的斷面突變而產生的應力集中所產生的構件裂縫，設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫（如墻板、樓板），設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形；設計中采用的混凝土等級過高，造成用灰量過大，對收縮不利。菏載收縮，使用環(huán)境溫度變化，管線配置不當，保護層厚度不足，抗溫度收縮配筋不足。

2.2材料原因。骨料粒徑越細、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當?shù)拈g斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導裂縫的產生。混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當，嚴重增加混凝土收縮。水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大。混凝土設計強度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。

2.3混凝土配合比設計原因。設計中水泥等級或品種選用不當。配合比中水灰比，過大。單方水泥用量越大、用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。配合比設計中砂率、水灰比選擇不當造成混凝土和易性偏差，導致混凝土離淅、泌水、保水性不良，增加收縮值。配合比設計中混凝土膨脹劑摻量選擇不當。

2.4施工及現(xiàn)場養(yǎng)護原因。現(xiàn)場澆搗混凝土時，振搗或插入不當，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導裂縫的產生。拌和不均勻，攪拌時間不足或過長，拌和后到澆筑時間間隔過長，易產生裂縫。連續(xù)澆筑時間過長，接茬處理不當，易產生裂縫。高空澆注混凝土，風速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產生表面收縮裂縫。現(xiàn)場養(yǎng)護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

2.5外界因素。構筑物基礎不均勻沉降，產生沉降裂縫；周圍環(huán)境影響，酸、堿、鹽等對構筑物的侵蝕，引起裂縫；野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，火災、輕度地震等引起裂縫。

3.裂縫的防治

3.1設計方面。1、計中應處理好構件中‘抗’與‘放’的關系。所謂‘抗’就是處于約束狀態(tài)下的結構，沒有足夠的變形余地時，為防止裂縫所采取的有力措施，而所謂‘放’就是結構完全處于自由變形無約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時所采取的措施。[1]2、用補償收縮混凝土技術要解決由于收縮而產生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮。3、冬天停工春天繼續(xù)施工時，地下室頂板、 地下室的窗上墻和窗下墻容易出現(xiàn)裂縫，目前在設計中通常采用了“放”、“抗”或“抗放結合”的控制裂縫措施。

3.2材料選擇。根據結構的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早強高的水泥。選用級配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應符合規(guī)范要求。積極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑目標已作為混凝土的第五、六大組份，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

3.3混凝土配合比設計。混凝土配合比除應按《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ55的規(guī)定，根據要求的強度等級、抗?jié)B等級、耐久性及工作性等進行配合比設計外 [2]。

3.4施工方面。1、模板及其支架應根據工程結構形式、荷載大小、地基土類別、施工程序、施工工具和材料供應等條件進行設計。模板及其支架應具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定，安裝的模板須構造緊密、不漏漿、不滲水，不影響混凝土均勻性及強度發(fā)展。2、應優(yōu)先采用預拌混凝土，其質量應符合《預拌混凝土》GB/T14902的規(guī)定進行外，對品質、種類相同的混凝土，原則上要在同一預拌混凝土廠訂貨。如在兩家或兩家以上的預拌混凝土廠訂貨時，應保證所用主要材料及配合比相同，制備工藝條件基本相同。3、為了獲得勻質密實的混凝土，澆筑時要考慮結構的澆筑區(qū)域、構件類別、鋼筋配置狀況以及混凝土拌和物的品質，選用適當機具與澆筑方法。

3.5管理方面。應當確定科學的控制裂縫標準，合理的選擇施工進度，避免在混凝土施工中過分搶修工期，監(jiān)督混凝土施工中制定的各項技術措施，必須嚴格執(zhí)行。施工過程中及驗收后發(fā)現(xiàn)有少量的裂縫，應當采取化學灌漿方法和封閉方法加以處理[3]，采取適當措施以確保結構物的正常耐久使用，完全滿足設計要求。

3.6環(huán)境方面。注意施工的季節(jié)，環(huán)境的溫濕度及氣象變化對混凝土變形性能的影響，嚴格控制現(xiàn)場坍落度、防風等，應當盡可能在較低的溫度環(huán)境中開始澆灌混凝土，中間特別注意急劇降溫、急劇干燥對混凝土的不利影響。

4.處理方法

目前土裂縫的處理方法：表面處理法、填充法、灌漿法、結構補強法、混凝土置換法、仿生自愈合法等。

參考文獻

[1]耿小強.淺析混凝土裂縫的成因及處理方法[N].承德日報，2009年

[2]何星華，高小旺.建筑工程裂縫防治指南[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[3]韓素芳，耿維恕.鋼筋混泥土結構裂縫控制指南[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005，12.