混凝土常見裂縫分析

文/邱士凱 貴州建工集團(tuán)第六建筑工程有限責(zé)任公司 貴州貴陽 550018

在工程建設(shè)中，混凝土結(jié)構(gòu)以其易于取材、施工方便、可模性好、承載力大等優(yōu)點，廣泛用于建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中。同時，混凝土開裂也在工程建設(shè)中普遍存在，裂縫造成結(jié)構(gòu)剛度降低、承載力下降、耐久性也隨之降低，從而危害到建筑物安全。

1、非荷載裂縫

非荷載裂縫是混凝土常見的裂縫之一，主要因為混凝土的材料或者是以為外在環(huán)境產(chǎn)生的物理變化和化學(xué)變化多引發(fā)的裂縫。非荷載裂縫主要在塑性和硬化的時間中出現(xiàn)的。

1.1 塑性階段

在塑性階段出現(xiàn)混凝土裂縫主要有三種情況：一種是新攪拌的混凝土在能夠進(jìn)行塑性沒有硬化的時候，因為混凝土收縮出現(xiàn)裂縫；二是在塑性的階段，由于混凝土在攪拌的過程中，其內(nèi)部的材料沒有攪拌均勻，形成受力不均所產(chǎn)生的裂縫。在這個過程中，下沉受阻也會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫；三是在塑性的過程中，如果模板出現(xiàn)變形或者是移位，支架出現(xiàn)下沉，那么混凝土的塑性就會出現(xiàn)外力拉伸或者是受力不均的情況，同樣會出現(xiàn)混凝土裂縫。

1.2 硬化階段

硬化階段出現(xiàn)的裂縫大致可以分為三種，一種是干燥收縮時產(chǎn)生的裂縫，一種是自主收縮產(chǎn)生的裂縫，一種是溫度收縮產(chǎn)生的裂縫。干燥收縮產(chǎn)生的裂縫是因為混凝土的特性是干燥收縮，這是因為混凝土的體積會隨著含水量的變化為不斷變化，一般來說，對于這種情況影響較大的就是混凝土中的骨灰，骨灰不被反復(fù)在很大程度上限制水泥漿的變化?，F(xiàn)階段對于混凝土干燥收縮的原理還不甚明了，主流的看法是因為混凝土在干燥時空隙中的水拉力出現(xiàn)變化，膠凝體的蒸汽壓力和表面張力都發(fā)生變化，在綜合性的作用下，導(dǎo)致出現(xiàn)混凝土裂縫；自主性收縮和干燥收縮有著很大的不同點，自主收縮引發(fā)的裂縫主要是在水泥水化的情況下出現(xiàn)的收縮，水泥水化會造成很大的膨脹現(xiàn)象，并且在發(fā)生水化的前后過程中，會出現(xiàn)體積減少的狀況，而這個時候，已經(jīng)硬化的混凝土中沒有水化的水泥繼續(xù)進(jìn)行水化，就會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫；溫度收縮裂縫主要是因為熱脹冷縮的現(xiàn)象，會使得混凝土內(nèi)部的拉力和外部的張力發(fā)生變化，從而出現(xiàn)裂縫。溫度變化引發(fā)的裂縫在早期混凝土中表現(xiàn)的尤為明顯，由于混凝土在硬化的過程中會出現(xiàn)大量的熱，使得混凝土的內(nèi)部溫度降低，與外部環(huán)境出現(xiàn)明顯的溫度差，導(dǎo)致拉力超出混凝土的受限值，引發(fā)裂縫。

2、荷載裂縫

荷載裂縫主要是設(shè)計的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比實際的承受強(qiáng)度大，導(dǎo)致超出界限導(dǎo)致出現(xiàn)混凝土的裂縫。產(chǎn)生荷載裂縫的原因有很多，包括作用荷載、長期荷載、剪切荷載、疲勞荷載等，一下進(jìn)行一一列舉。

2.1 作用荷載

作用荷載主要是混凝土澆筑之后的一段時間內(nèi)，由于硬化還沒有完全形成，整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并不高，不像在混凝土澆筑完成之后，經(jīng)過一段時間的硬化后，已經(jīng)具備較硬的強(qiáng)度。在這一時期的混凝土強(qiáng)度不夠，如果出現(xiàn)荷載的力量，必然會有裂縫產(chǎn)生。比如說，外在的施工材料、施工人員、施工機(jī)械等諸多力量施加在混凝土上，就會導(dǎo)致開裂。

2.2 長期荷載

長期荷載主要體現(xiàn)在鋼筋混凝土上，由于鋼筋構(gòu)件在長期的作用下是的混凝土抗力性能發(fā)生改變，是的混凝土出現(xiàn)裂縫。長期裂縫也可以被認(rèn)為是設(shè)計的強(qiáng)度不高導(dǎo)致的。事實上，長期荷載產(chǎn)生的原因不僅僅是鋼筋或者是結(jié)構(gòu)部件的重量，還包括混凝土施加在構(gòu)件上的重量。

2.3 剪切開裂

剪切開裂主要發(fā)生在房建的工程中，由于在房建的項目中，墻體是混凝土大量的支撐，如果梁的荷載太大，超過墻的承受極限，比如說鋼筋的抗剪強(qiáng)度不夠，混凝土強(qiáng)度低等條件性下，都會使墻體出現(xiàn)開裂，這種開裂就叫做剪切開裂。

2.4 疲勞荷載

疲勞荷載主要是指混凝土或者是混凝土的構(gòu)建在長時間反復(fù)荷載的作用下，造成性能上和質(zhì)量上以及壽命上的損壞。在與靜力試驗的荷載對比中發(fā)現(xiàn)，及時在負(fù)載作用力很小的情況下，疲勞荷載也能使混凝土發(fā)生裂縫，這一點在板下回表現(xiàn)的更加明顯。疲勞荷載還有一個明顯的特點，那就是隨著時間的推移，混凝土的長度和寬度都會主見變大。疲勞荷載產(chǎn)生的原因中，除了反復(fù)作用力的荷載之外，鋼筋與混凝土，混凝土與混凝土之間的粘結(jié)性能下降也是其中重要的一個因素。

3、施工原因?qū)е碌暮奢d

3.1 材料的攪拌不均

在施工的過程中，不管是在道橋的施工，還是在基建的施工，亦或者是房建的施工中，由于混凝土在攪拌的過程中，內(nèi)部的材料沒有進(jìn)行充分的攪拌，導(dǎo)致混凝土的材料沒有均勻的分布，由于材料存在和膨脹和收縮方面的不同，很容易導(dǎo)致混凝土在局部出現(xiàn)差異性。

3.2 攪拌時間問題

現(xiàn)在的混凝土都是有建材公司直接通過攪拌車輸送到施工現(xiàn)場的，這樣在運輸?shù)臅r間上很難得到控制。如果混凝土在運輸中花費了大量的時間，那么就會使混凝土的攪拌時間過長，在使用的過程中，會使得硬化的速度變快，從而引起裂縫。

3.3 澆筑的速度快

在澆筑的過程中，如果選擇一次性澆筑的模式，特別是在構(gòu)建比較大的情況下，會使下面的混凝土沒有硬化，就直接下沉，在澆筑完成后，混凝土的中間就會出現(xiàn)一個個細(xì)小的空間，從而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

3.4 材料問題

混凝土的原材料質(zhì)量和原材料配合比都是產(chǎn)生裂縫的重要性因素。如果混凝土的原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，就會使得混凝土的硬化后內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部受力情況迅速發(fā)生改變，從而使混凝土產(chǎn)生裂縫。除此之外，混凝土的配方比中，水泥和骨料的配合比也是影響混凝土質(zhì)量的重要一環(huán)，經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)表明，輕骨料混凝土在水分的揮發(fā)上，會隨著水灰比的變化而變化。所以當(dāng)水灰比月底，混凝土強(qiáng)度越高時，收縮的力度也就越大，出現(xiàn)裂縫的可能性也就越大。

4、溫度因素引發(fā)的裂縫

混凝土在澆筑后，內(nèi)部在水化熱產(chǎn)生蓄熱的同時，構(gòu)建便面在持續(xù)散熱。當(dāng)混凝土構(gòu)件體積較大時，內(nèi)部蓄熱的后溫度較高，構(gòu)件表面由于散熱后溫度較低，從而引起構(gòu)件內(nèi)外部膨脹變形的差異，內(nèi)部混凝土膨脹變形收到外部混凝土的約束，外部混泥土受拉，而產(chǎn)生裂縫。此原因產(chǎn)生的裂縫通常呈現(xiàn)出兩條裂縫直交的規(guī)律。

結(jié)語：

通過對常見裂縫產(chǎn)生的原因分析，對以后澆筑混凝土構(gòu)件的工作中預(yù)防裂縫的產(chǎn)生提供一個思考方向；也可以幫助現(xiàn)場出現(xiàn)的裂縫提供一個找出裂縫原因的方法，并可以初步判斷裂縫成因，對結(jié)構(gòu)是否存在重大的安全隱患做到心中有數(shù)。對下一步處理方案提供依據(jù)。