淺談混凝土結構裂縫產生原因和防治方法

摘 要:混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質脆性材料。由于由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。由于裂縫的存在和發展通常會使內部的鋼筋等材料產生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗滲能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴重的將威脅到人民的生命、財產安全。"簡述了混凝土結構裂縫現狀，分析了其產生原因，提出了混凝土結構裂縫的預防以及控制策略。

關鍵詞:混凝土，結構裂縫，原因，防治措施

隨著我國建筑業的高速發展，對混凝土結構裂縫的控制要求也十分嚴謹。由于混凝土屬 于脆性材料，混凝土結構產生不同程度、不同形式的裂縫相當普遍，在某些情況下，裂縫會導致非常嚴重的后果，輕則影響建筑物的外觀，嚴重時會使混凝土結構的承載力降低，直接影響結構的安全，因此研究混凝土結構的裂縫產生原因及控制具有重要的社會和經濟意義。

1、混凝土裂縫種類分析

(一)混凝土材料及配合比影響

構成混凝土的材料有水泥、骨料、水、摻合料、外加劑等。施工過程中材料的選擇不當，混凝土的收縮增大，是導致裂紋產生的直接原因。材料的選擇不當包括骨料含泥量過大;顆粒級配不良;采取不恰當的間斷級配;骨料粒徑太細①;水泥等級高②;水泥品種的選擇不當;混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當。配合比設計不合理直接影響到混凝土的抗拉強度，是造成混凝土開裂不可忽視的原因。

(二)混凝土水化影響

混凝土在凝固時水泥放出大量水化熱，外表面散熱及時，內部散熱不便溫度不斷上升，混凝土內外產生較大溫差，混凝土內部膨脹高于外部，此時混凝土表面將受到很大的拉應力，而混凝土的早期抗拉強度很低，極易出現裂縫。

(三)施工工藝影響

混凝土振搗不規范;混凝土表面受到高溫、暴曬水分散失;沒有做到兩次或三次抹面收光;混凝土降溫及保溫工作不到位;養護措施不到位，混凝土早期脫水;模板拆除不當或過早拆模;預應力超張、偏心張拉等因素都會造成混凝土較大的收縮，產生龜裂裂縫或疏松裂縫，致使混凝土微觀裂縫迅速擴展，形成宏觀裂縫。

(四) 外界因素影響

構筑物基礎不均勻沉降;超負荷使用;沒有按設計要求對構筑物外露混凝土表面進行特殊處理;破壞建筑物的承重部件;建筑物周圍環境影響;意外事件，火災、輕度地震等引起構筑物的裂縫。

2、混凝土結構裂縫防治方法

2.1嚴格控制混凝土的組成材料

首先，水泥品種的選擇。應根據混凝土的特點，既要注意水泥的水化熱，又要注意水泥的收縮作用。選擇適宜的礦物組成和調整水泥的細度模數。硅酸鹽水泥主要有C3S、C2S、C3A和C4AF組成，試驗表明:水泥中鋁酸三鈣(C3A)和硅酸三鈣(C3S)含量越高，水化熱越高，故而為了減少水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和"C3S的含量。

其次，適量摻入粉煤灰。為減少水泥用量，降低水化熱并提高和易性，可以把部分水泥用細度較小的粉煤灰代替，以保證膠凝材料的總量。粉煤灰顆粒較細加強了粉末效應，起到物理填充作用，使混凝土的密實度增加，孔隙率降低，孔結構細化，相應減少了收縮值。

再次，粗細骨料的選擇。配制混凝土，應選用細度模數在2.7~3.1之間的含泥量最低的中粗砂，砂率最佳值為0.33，因為其孔隙率小，總表面積小，單位方量混凝土水泥用量減少。

2.2施工質量溫控措施

合理設置屋、樓面板伸縮縫。設置屋、樓面伸縮縫是為了將屋面板分割為若干個伸縮段，使屋面板隨著溫度變化在劃分的伸縮段內相對自由地伸縮，避免其溫度變形連續積累。根據屋面長度劃分伸縮段，住宅樓也可按單元劃分。伸縮段設在內橫墻上，沿板頭通長設置。板頭縫的}昆凝土灌縫改為用瀝青麻絲或其他柔性材料堵塞，頂面留置出20mm用防水油膏嵌嚴。在結構構造上考慮抗裂。比如屋面設置保溫(隔熱)層，增加保溫厚度，選擇高效隔熱材料，保證施工質量，用以減小溫度變化對構件產生的影響，同時，要注意不宜用黑色或深色防水面層，以降低屋面的吸熱作用。此外，對于較長房屋，特別是超越規范規定而沒設置伸縮縫的，要加設圈梁和構造柱形成“弱框架”來加強房屋的空間作用和整體性，提高砌體抗裂能力。在砼現澆板裂縫控制措施上應重視:1、屋面結構的保溫設計，屋面的傳熱系數宜≤1.0㎡.K;2、房屋伸縮縫設置間距應控制在規范規定范圍之內，當框架結構房屋長度超過40m中部未設置伸縮縫時，應在中部設置后澆帶，后澆帶兩邊應設置加強鋼筋;3、現澆板設計厚度，雙向板應≥L/40，單向板≥L/30(L為板的短向跨度)且不小于110mm(當L≤3m不得小于90mm);4、當現澆板四邊支承且長邊與短邊邊長之比小于3時，均應按雙向板配筋;5、廚房、浴廁現澆板應雙層雙向配筋;7、現澆板砼強度等級不宜大于C30;8、電氣等管線在設計時宜在梁內布置，管線集中敷設時應對該部位采取加強措施。

為了降低混凝土溫度的產生，工程建設中一方面采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;另一方面在拌合混凝土時 加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。

與此同時，應該提供溫度散發的途徑，熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱;對大體積混凝土，在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫;同時規定合理的拆模時間。

2.3非強度原因混凝土裂縫質量修復措施

工程中經常采用以下幾種措施來修復非強度原因形成的混凝土裂縫:

(1)化學灌漿法:采用環氧類的化學漿液或水泥漿液對裂縫進行灌注填充，既提高了結構的整體性，又能有效阻止鋼筋的進一步銹蝕;必要時在樓板受拉區裂縫兩側粘貼碳纖維布或鋼板，阻止樓板繼續開裂，提高安全儲備。

(2)迭合層法 :對原有混凝土樓面鑿毛清理，鋪設鋼筋網，重新澆筑一層細石混凝土整澆層，以提高樓板的剛度和整體抗變形能力。

(3)綜合法:通過增設構件、改變傳力途徑、地基處理、結構補強等方法提高現澆樓板的抗裂能力;對于已出現的裂縫，視具體情況對其進行封堵或約束處理。

3、結語

雖然目前學術界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論，但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統一，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

參考文獻:

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[2]王鐵夢，工程結構裂縫控制[M].北京工業出版社，2003.

[3]混凝土研究協會，《混凝土裂縫檢測控制與修補新技術應用手冊》，中國科技文化出版社。