現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因與預(yù)防措施

摘要：混凝土目前是建筑工程中最常用的一種主要建筑材料，然而，在實際工程中現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)常常產(chǎn)生裂縫，成了一項質(zhì)量通病。因此我們應(yīng)做好事前控制、主動控制，從不同的角度、不同的方面去分析裂縫產(chǎn)生的緣由，做好預(yù)防措施，努力做到防患于未然。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆混凝土裂縫 預(yù)防措施

建筑工程中，現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的產(chǎn)生是一個普遍存在的問題，而裂縫的解決也是一個較為棘手的問題。引起裂縫產(chǎn)生的原因不同，其裂縫的種類也不同，最常見的裂縫主要有以下這些：干縮裂縫；塑性變形收縮裂縫；沉降裂縫；溫度裂縫；化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫。下面就各種裂縫產(chǎn)生的原因與防止措施做一探討。

1 干縮裂縫的產(chǎn)生原因及主要預(yù)防措施

干縮裂縫一般出現(xiàn)在混凝土澆筑完畢養(yǎng)護(hù)后的一周左右，這種裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土表面水分蒸發(fā)過快而內(nèi)部變化較小，致使構(gòu)件一側(cè)產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。當(dāng)相對濕度越低，干縮裂縫也越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫，寬度多在0.05～0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。干縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性，使鋼筋銹蝕降低混凝土的耐久性。另當(dāng)使用商品混凝土，其強(qiáng)度為C40（8層以下）、C35（8～18層）、C30（18層以上）時，其收縮變形值為同標(biāo)號普通混凝土的1.2～1.3倍，且商品混凝土單方用水量一般偏大（200Kg），其中部分水在振搗時被游離出來，部分水與水泥結(jié)合成凝膠，相當(dāng)大一部分為自由水仍留在混凝土孔隙中，成為混凝土干縮的隱患。除此之外，混凝土干縮裂縫的產(chǎn)生還與水灰比、水泥品種、水泥用量、骨料的性質(zhì)和用量以及外加劑等因素有關(guān)。因此為了防止干縮裂縫的產(chǎn)生，通過長期實踐與總結(jié)我認(rèn)為可采取以下事前預(yù)防措施：一是控制水灰比，摻適量減水劑，以此減少多余的水量而控制裂縫的產(chǎn)生。二是選用收縮量較小的水泥品種，如采用硅酸鹽水泥、普通水泥和粉煤灰水泥。三是施工中嚴(yán)格控制配合比，用水量不得超過配合比中應(yīng)加的用水量。四是嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計方案，對澆筑混凝土進(jìn)行合理、正確、及時的養(yǎng)護(hù)。規(guī)范規(guī)定，一般情況下混凝土澆筑完畢10h～12h以內(nèi)應(yīng)開始養(yǎng)護(hù)，干硬性混凝土應(yīng)于澆筑完畢后立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。五是設(shè)置合理的收縮縫。

2 塑性變形收縮裂縫的產(chǎn)生原因及主要預(yù)防措施

塑性收縮裂縫主要是砼澆注后4～5小時左右與凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。此時水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)析水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，此時混凝土尚未硬化，成為塑性收縮。一般產(chǎn)生于氣候干熱、大風(fēng)天氣。常出現(xiàn)在構(gòu)件豎向變截面處:如T梁、箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹帯Ａ芽p多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一，互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20～30cm，較長的裂縫可達(dá)2～3ｍ，寬1～5mm。影響的因素主要有水灰比、混凝土凝結(jié)時間、環(huán)境溫度、相對濕度及風(fēng)速等。

預(yù)防措施主要有：一是選用干縮性小、早期強(qiáng)度高的水泥品種。如硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；二是嚴(yán)格控制水灰比，添加高效減水劑，減少水泥用量和用水量，以此減少產(chǎn)生塑性變形裂縫的機(jī)率；三是做好基層處理，在澆筑混凝土前澆水濕潤基層和模板；四是及時養(yǎng)護(hù)，可采取覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等來保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等，并遵循養(yǎng)護(hù)規(guī)律，避免高溫或大風(fēng)導(dǎo)致水分的過量過速蒸發(fā)；五是避免過長時間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實，豎向變截面處宜分層澆注；六是遵循施工組織設(shè)計方案進(jìn)行施工。

3 沉降裂縫的產(chǎn)生原因及主要預(yù)防措施

沉降裂縫產(chǎn)生的主要因素有：由于上部結(jié)構(gòu)荷載差異較大，裙房與主樓高差過大，地基基層本身的不均勻沉降，模板支撐間距過大或模板本身剛度不足等原因所致。此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關(guān)，一般沿與地面垂直或呈30°～45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。預(yù)防的主要措施有：一是地基基層土質(zhì)達(dá)到設(shè)計要求，注意基礎(chǔ)開挖后驗槽工作，若采用換土回填時要按有關(guān)規(guī)定分層夯實和加固；二是模板施工嚴(yán)格按施工組織設(shè)計施工、驗收，保證模板有足夠剛度，支撐間距要按計算模板方案操作；三是做好地面排水、地下降水工作，防止基底被水浸泡；四是嚴(yán)格遵循混凝土拆模時間及順序的要求，有必要時編制拆模施工方案；五是在凍土上搭設(shè)模板支撐時要采取一定的預(yù)防措施。

4 溫度裂縫的產(chǎn)生原因及主要預(yù)防措施

溫度裂縫主要產(chǎn)生在大體積混凝土表面或溫差較大的地區(qū)。施工時由于混凝土體積大，大量水化熱積聚在內(nèi)部不易散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度急劇上升，而外部散熱較快，從而產(chǎn)生內(nèi)外的較大溫差，致使內(nèi)外熱脹冷縮程度不同，混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉極限強(qiáng)度時就產(chǎn)生了裂縫。此類裂縫的走向無一定規(guī)律。如：大面積結(jié)構(gòu)，裂縫常縱橫交錯；梁板類結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細(xì)，而冷縮裂縫的粗細(xì)變化不太明顯。此類裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。其預(yù)防措施主要有：一是選用低中熱品種的水泥；二是減少水泥用量；三是降低水灰比；四是改善骨料級配，摻加外加劑，減少水泥用量，降低水化熱；五是改善混凝土攪拌工藝，降低混凝土澆筑溫度，使混凝土內(nèi)部溫度控制在250C；六是摻加一定的減水、增塑、緩凝等外加劑，改善混凝土的流動性、保水性、降低水化熱；七是高溫季節(jié)應(yīng)注意控制混凝土溫度升高，降低澆筑時溫度，最大不得超過280C；八是編制大體積混凝土專業(yè)施工方案，合理安排施工工序，采取以利于及時散熱、能減小相互約束的全面分層、分段分層、斜面分層的方式進(jìn)行澆筑；或在大體積混凝土內(nèi)部設(shè)置冷卻管道，減小內(nèi)外溫差；加強(qiáng)溫度監(jiān)控及時采取冷卻措施等施工工藝來控制裂縫的產(chǎn)生；九是合理預(yù)留溫度縫；十是在容易開裂部位配置增強(qiáng)抗拉強(qiáng)度的鋼筋或纖維材料減少裂縫產(chǎn)生的機(jī)率。

5 化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫及主要預(yù)防措施

混凝土攪拌后堿——骨料反應(yīng)產(chǎn)生的一些堿性離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，造成吸水體積增大，致使混凝土酥松、膨脹開裂。這些裂縫一般出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)使用期間，一旦發(fā)生很難補(bǔ)救，注意事前控制。混凝土工程發(fā)生堿骨料損壞必須具備三個條件：一是配制混凝土?xí)r由原材料帶進(jìn)混凝土中一定數(shù)量的堿，二是有一定數(shù)量的能與堿反應(yīng)的活性骨料，三是潮濕環(huán)境，可以供應(yīng)反應(yīng)物吸水膨脹所需水分。只有具備這三個條件，才會發(fā)生堿骨料反應(yīng)對工程的損害。其預(yù)防措施主要有：一是選用低堿水泥（如礦渣水泥）。二是對骨料選擇使用，如果混凝土含堿量低于3kg/m3，可以不做骨料活性檢驗，如果水泥含堿量高或混凝土總堿量高于3kg/m3，則應(yīng)對骨料進(jìn)行活性檢測，如經(jīng)檢測為活性骨料，則不能使用。三是添加外加劑降低堿骨料反應(yīng)。四是摻活性摻合料。某些活性摻合料可緩解、抑制混凝土的堿硅酸反應(yīng)。根據(jù)各國試驗資料，摻水泥重量5～10%的硅灰，摻30%的粉煤灰或摻50%的高爐礦渣，均可有效地抑制堿硅酸反應(yīng)對工程的損害。五是注意保證鋼筋保護(hù)層厚度；保證混凝土良好級配，振搗密實；對鋼筋事先采取防銹蝕措施。

以上是現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各種裂縫的原因和事前控制裂縫產(chǎn)生的一些預(yù)防措施。但是在生產(chǎn)施工過程中并不是預(yù)防了就能絕對避免，只是減少發(fā)生的概率而已，因此在施工過程中隨時提高警惕，制定防范措施，確保質(zhì)量安全、人身財產(chǎn)的安全。

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