混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施

摘要：近年來，隨著我國工程項(xiàng)目逐漸增多，混凝土結(jié)構(gòu)因其抗震性好，整體性能優(yōu)良，得到廣泛應(yīng)用和推廣。但是，由于混凝土的抗拉力低，在工程施工和使用過程中，由于多種原因，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目中出現(xiàn)裂縫缺陷，從而影響到工程質(zhì)量和外形，也在一定程度上為國家和百姓的生命財產(chǎn)埋下了安全隱患。本文根據(jù)我的工作經(jīng)驗(yàn)，對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的成因進(jìn)行了分析，再針對這些成因，有針對性地提出了控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的措施。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫；成因；控制

引言

混凝土作為現(xiàn)代城市建設(shè)中的結(jié)構(gòu)材料之一，因其抗震性好，整體性能優(yōu)良，所以得到了廣泛應(yīng)用和推廣。但是，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題一直備受關(guān)注。一方面，由于混凝土工程中材料的特性決定了混凝土結(jié)構(gòu)，因此容易產(chǎn)生裂縫；另一方面，由于在工程項(xiàng)目整體過程中，相關(guān)員工在設(shè)計、施工方面存在的不合理，導(dǎo)致了工程中的混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。裂縫的存在不但會影響到建筑物的質(zhì)量、外形、整體性和耐久性，也在一定程度上為國家和百姓的生命財產(chǎn)埋下了安全隱患。因此，在分析混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫成因的基礎(chǔ)上，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行有效控制是十分必要的。

1.混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的成因分析

1.1設(shè)計方面

1.1.1樓板剛度不足

由于設(shè)計中按照多跨連續(xù)板進(jìn)行配筋，導(dǎo)致只側(cè)重于對結(jié)構(gòu)的全面考慮，而忽略了混凝土的收縮特性，以及受到溫度影響導(dǎo)致變形等多種因素，設(shè)計樓板的高跨比僅為L/33.6—L/35，使得樓板的剛度小，容易產(chǎn)生裂縫。

1.1.2樓板構(gòu)造配筋設(shè)計不合理

由于在支座處按常規(guī)配設(shè)負(fù)筋，或者在中部板面不配鋼筋，使得板面因溫度出現(xiàn)變形和混凝土收縮時，沒有鋼筋的支撐，板面就會出現(xiàn)裂縫。

1.1.3樓板內(nèi)管線的布置不合理

在對工程樓板內(nèi)部線布置的設(shè)計上，由于管線位置往往處于樓板跨中，即在單層雙向配筋處，使得樓板的有效截面受到較大程度地削弱，當(dāng)樓板收縮應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度時，沿著樓板管線就往往會出現(xiàn)呈直線狀的裂縫。

1.1.4膨脹劑的選用與摻量

在設(shè)計中由于沒有明確混凝土的限制膨脹率，只對膨脹劑的品種和摻量范圍進(jìn)行規(guī)定。當(dāng)在施工中按照所設(shè)計的摻量對膨脹劑進(jìn)行配比施工，使的混凝土的實(shí)際限制膨脹率不能達(dá)到最佳限制膨脹率，也是導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫的一大原因。

1.2施工方面

1.2.1水電預(yù)埋管施工在板內(nèi)安置位置不合理

水電預(yù)埋管施工在板內(nèi)安置位置過程中，容易出現(xiàn)對管的預(yù)埋位置過高或者過低的情況，使得出現(xiàn)裂縫。當(dāng)位置過高時，由于混凝土硬化收縮，板面就容易產(chǎn)生裂縫；當(dāng)位置過低時，由于管線之間的距離較小，甚至有的出現(xiàn)并攏，則往往會因?yàn)楣芫€太過于集中而產(chǎn)生裂縫。

1.2.2空載養(yǎng)護(hù)期不足

有一些工程項(xiàng)目中，從樓面混凝土澆完到施工材料的堆放，平均空載養(yǎng)護(hù)期僅為一天左右，過早地對樓面混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行震動，使得其荷載造成樓板混凝土內(nèi)部受損而出現(xiàn)裂縫。

1.3材料方面

在使用的樓板商品混凝土中，一般采用強(qiáng)度為C40（8層以下）、C35（8—18層）和C30（18層以上）的商品混凝土。商品混凝土的收縮變形值一般是普通混凝土的1.2—1.3倍，并且其單方用水量較大，為200Kg/㎡，由于一些水分會在振搗施工過程中被游離出來，并與水泥結(jié)合在一起生成凝膠，而一部分水則會留在混凝土的孔隙中，這就成為了混凝土干縮的隱患。當(dāng)在后面相關(guān)一些施工過程中，混凝土面層受到溫度、風(fēng)力等因素的影響，水泥石毛細(xì)孔、凝膠孔內(nèi)的自由水就會開始蒸發(fā)，其長時期處于干燥的環(huán)境中，就會導(dǎo)致樓板出現(xiàn)干縮，而從呈現(xiàn)出裂縫。

2.控制混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的措施

2.1加強(qiáng)設(shè)計的科學(xué)性和合理性

針對因設(shè)計不合理導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的問題，建議進(jìn)一步加強(qiáng)在設(shè)計方面的科學(xué)性和合理性。首先，在構(gòu)造筋方面，應(yīng)該注意增加對構(gòu)造筋的配設(shè)，從而提高抗裂性能。比如應(yīng)該選擇直徑小的構(gòu)造筋，并且構(gòu)造筋之間的間距設(shè)置應(yīng)該為小間距，并且全截面的配筋率應(yīng)在設(shè)置為0.3～0.5%之間，樓板應(yīng)該給予雙層雙向配筋；其次，應(yīng)力集中的處理方面。一方面，因?yàn)楸苊饣炷两Y(jié)構(gòu)地方產(chǎn)生應(yīng)力集中，另一方面，應(yīng)該在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施。比如可以一些邊緣部位設(shè)置暗梁，并且提高較脆弱部位的配筋率，從而提高混凝土抗拉力。第三，在考慮氣候環(huán)境因素方面。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，還應(yīng)該注意對施工時的氣候環(huán)境特征進(jìn)行充分考慮，從而合理設(shè)置后進(jìn)行澆縫。比如在正常的條件下，后澆縫間距應(yīng)該為20～30m，其保留時間應(yīng)該大于60d；第四，在梁板混凝土強(qiáng)度選擇方面，梁板混凝土強(qiáng)度等級最好不要選擇超過C30的梁板混凝土；第五，在樓板內(nèi)管線方面，盡量避免樓板內(nèi)管線出現(xiàn)交叉情況，并且嚴(yán)格控制管線的直徑，應(yīng)該將其直徑控制在板厚的20%，且≤D25。

2.2嚴(yán)格控制混凝土結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目施工

在控制由于混凝土結(jié)構(gòu)施工原因?qū)е碌牧芽p方面，可以從以下幾方面進(jìn)行控制：（一）嚴(yán)格控制混凝土材料的質(zhì)量。在選擇混凝土材料方面，應(yīng)該選用低水化熱水泥，并且應(yīng)該盡量減少粗細(xì)骨料的含泥量（最好控制在1～1.5%以下）。在對混凝土集料的配比方面，應(yīng)該控制混凝土中水和灰的比例，合理摻加塑化劑和減少劑的用量；（二）把握好澆筑時間。應(yīng)該盡量在夜間進(jìn)行澆筑，才能有效降低混凝土的初凝溫度。另外，在白天施工時，應(yīng)該在沙、石堆場搭設(shè)遮陽裝置，或者使用濕麻袋將沙、石堆場覆蓋；（三）提高混凝土的密實(shí)度。提高混凝土的密實(shí)度，從而有效提高混凝土的抗裂性，比如可以從加強(qiáng)對混凝土的澆灌振搗力度來提高混凝土的密實(shí)度，并且應(yīng)該延長空載養(yǎng)護(hù)時間，從而控制因早期荷載所產(chǎn)生的裂縫；（四）控制好混凝土相關(guān)環(huán)境溫度。在施工現(xiàn)場，應(yīng)該盡量地控制好混凝土相關(guān)環(huán)境溫度，從而避免因受溫度影響出現(xiàn)裂縫。在拆模混凝土?xí)r，要盡可能地晚拆模，拆模后確保混凝土表面溫度不會下降低于15℃，混凝土的現(xiàn)場試塊強(qiáng)度不低于C5；另外，在施工期間和竣工后，應(yīng)該對門窗洞口風(fēng)速進(jìn)行控制，從而減少環(huán)境溫差和風(fēng)速對混凝土結(jié)構(gòu)的影響。（五）根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施。比如針對高強(qiáng)混凝土，就應(yīng)該盡量使用中熱微膨脹水泥，并且摻超細(xì)礦粉和膨脹劑，使用高效減水劑。

2.3嚴(yán)格控制混凝土結(jié)構(gòu)中的材料

在控制由于材料原因?qū)е碌幕炷两Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫時，一方面，應(yīng)該合理選擇和使用材料。比如合理使用商品混凝土生產(chǎn)級配中材料的替換和外加劑，來降低水泥和水的用量；或者在混凝土生產(chǎn)級材料配比中添加適量的丙烯纖維，可有效減少早期收縮裂縫；在對混凝土膨脹劑進(jìn)行選擇時，應(yīng)該選用一等品。另一方面，應(yīng)該加強(qiáng)對相關(guān)材料的養(yǎng)護(hù)。比如在板面和板底拆模后，涂刷養(yǎng)護(hù)劑，從而避免混凝土的早期干縮，并且確保膨脹劑充分水化，使混凝土達(dá)到有效的補(bǔ)償收縮作用。

3.總結(jié)

綜上所述，混凝土作為現(xiàn)代城市建設(shè)中的結(jié)構(gòu)材料之一，因其抗震性好，整體性能優(yōu)良，被廣泛應(yīng)用和推廣。但是由于混凝土工程中設(shè)計、施工和材料等方面的原因，使得混凝土結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生裂縫，從而影響到工程質(zhì)量和外形，也在一定程度上為國家和百姓的生命財產(chǎn)埋下了安全隱患。因此，應(yīng)該針對導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)的控制措施，從而有效避免大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，或者使混凝土結(jié)構(gòu)裂縫盡可能地控制在允許范圍之內(nèi)。

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