對混凝土裂縫的研究

■文/杜洋

對混凝土裂縫的研究

■文/杜洋

摘要混凝土是一種非均質脆性材料，由骨料、水泥石以及其中的氣體和水組成。在溫度和濕度變化的條件下，硬化并產生體積變形，由于各種材料變形不一致，互相約束而產生初始應力，造成在混凝土內出現微裂縫。這種微細裂縫的分布不規則且不連貫，在荷載或應力作用下，裂縫開始擴展，并逐漸互相貫通，從而出現較大的肉眼可見的裂縫，稱為宏觀裂縫，即通常所說的裂縫。本文通過對混凝土裂縫的分析，日出了防范和解決措施。

關鍵詞混凝土裂縫研究

一、混凝土裂縫的類型及成因

（一）混凝土因自身特性產生裂縫

1、收縮裂縫。收縮裂縫顧名思義其產生原因就是混凝土硬化后水份蒸發體積收縮。從理論上講，當混凝土在無任何約束而處于自由收縮時，不會產生裂縫，而實際工程中，混凝土總是受到各種約束的，如兩端的約束、內部配制鋼筋的約束等。由于混凝土收縮過程中受到約束，因而內部產生拉應力，當拉應力大于混凝土的抗拉強度時，就會產生收縮裂縫。

2、溫度裂縫。溫差裂縫主要是由于溫度差或由于溫度的變化通過混凝土熱脹冷縮效應而引起混凝土開裂的。但這其中可分為二類。

一類為由于混凝土內部存在一個溫度差，從而內部產生溫度應力而導致混凝土開裂的。這一般發生在厚度≥lm的大體積混凝土中，出現時間一般在混凝土硬化過程中和硬化早期，其溫度變化來源于水泥水化反應過程中所釋放的水化熱，在混凝土表面由于熱量散發較混凝土內部快，因而在混凝土表面和內部形成一個溫度梯度，產生溫差，從而產生溫度應力，當溫度應力大于混凝土抗拉強度時，混凝土就會產生裂縫，此類裂縫寬度一般情況下不會超過0.3mm，但若施工過程中控制不當，溫差過大，有時局部也會超過0.3mm。另一類溫差裂縫并不是開裂混凝土本身內部有溫度差引起的，而是出于整個混凝土結構中局部混凝土構件受環境溫度的變化，通過熱脹冷縮效應，對與其相關的構件產生拉應力。

3、沉陷（塑性）收縮裂縫的成因。塑性收縮是指混凝土在凝結之前，表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現，裂縫多呈中間寬兩端細且長短不一、互不連貫狀態。其產生的主要原因為：混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混攝土剛剛終凝而強度度小時．受高溫或較大風力的影響，混凝土表面失水過快．造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產生龜裂

（二）化學反應引起的裂縫

堿骨料反應裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的由于化學反應而引起的裂縫。混凝土拌和后會產生一些堿性離子．這些離子與某些活性骨料產生化學反應并吸收周圍環境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現在混凝土結構使用期間。一旦出現很難補救，因此應在施工中采取有效措越進行預防。

（三）混凝土結構受力裂縫

結構受荷后產生裂縫的因素很多，施工中和使用都可能出現裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉應力值過大等均可能產生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構件，在使用荷載作用下往往出現不同程度的裂縫。

（四）施工工藝及流程造成的裂縫

1、施工不當造成的裂縫。混凝土施工過程中由于施工不當、模板支撐下沉，或過早除梁板底模和支撐等形成的裂縫；施工控制不嚴，由于施工荷載過大而導致出現裂縫。

2、在施工中，不規范的澆搗過程對裂縫產生也有直接影響。振搗時間過短，或振搗不到位，混凝土都無法達到密實狀態；而如果振搗時間過長，石子下沉上面砂漿偏多，該處水泥較多，干縮變形也就較大，收縮不均勻也容易產生裂縫。

3、模板、墊層過于干燥。模板、墊層在澆筑混凝上之間灑水不夠，過于干燥，則模板吸水過大，引起混凝土的塑性收縮，產生裂縫。

4、抹干壓光造成的裂縫。過度的抹平壓光會使混凝土的細骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積碳水化收縮，導致混凝土板表面龜裂

二、混凝土裂縫的預防措

（一）嚴格控制混凝土施工配合比

根據混凝土強度等級和質量檢驗以及混凝土和易性的要求確定配合比。嚴格控制水灰比和水泥用量。選擇級配良好的石子，減小空隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強度。

（二）嚴格控制混凝土的溫度應力

溫度應力是產生溫度裂縫的根本原因，一般將內外溫差控制在20~25℃范圍內時，不會產生溫度裂縫。在保證混凝土強度的條件下，盡量減少水泥用量和每立方米混凝土的用水量；盡量降低混凝土的入模溫度，規范要求混凝土的澆筑溫度不宜超過28℃，故在氣溫較高時，可在砂石堆場、運輸設備上搭設簡易遮陽裝置，采用低溫水或冰水拌制混凝土。

（三）做好裂縫計算

設計單位除對鋼筋混凝土結構體系進行常規計算以外，還應考慮現場的實際施工狀況，對容易產生裂縫的部位進行裂縫計算，同時選擇合理的混凝土強度等級和配筋，如對樓板配筋改成細密型的，采用上下雙層雙向配筋，在柱支座處增加鋼筋網片等等。

三、結束語

混凝土結構裂縫的危害是巨大的,它將直接影響工程的質量、安全、使用功能和觀瞻，加速內部鋼筋的銹蝕，影響結構的耐久性、安全使用年限,給人們的生活帶來潛在的危害。因此《混凝土泵送施工技術規程》J GJ / T10 - 95、《混凝土質量控制標準》GB50164 - 92、《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204 - 2002等標準與規范中都對其有詳細而嚴格的要求。我們必須高度重視，在工程實踐中以預防控制為主,若結構出現裂縫要認真分析原因,并采取相應的措施加以妥善處理。

作者簡介：（杜洋，性別男，民族漢）