混凝土結構裂縫的成因與防治

　　摘 要： 本文針對混凝土結構中經常出現的裂縫進行了成因分析，并根據裂縫產生的機理提出了一些相應的防治措施。
　　關鍵詞： 混凝土結構裂縫 成因 防治措施
　　
　　我國國民經濟的高速增長，帶動了建筑業快速、持續地發展。在工業與民用建筑結構中，混凝土結構是主要的。大量的工程表明，混凝土結構由于多方面原因往往會出現一些裂縫。這些裂縫會使混凝土的強度和剛度受到削弱，耐久性降低，嚴重時甚至發生垮塌事故，危害結構的正常使用。所以，鑒別、分析和防治裂縫，對保證混凝土結構的整體性及正常使用具有重要意義。
　　一、混凝土結構裂縫成因分析
　　混凝土結構裂縫的成因復雜，往往多種因素相互影響。其中最常見的是混凝土的早期裂縫，它在拆模時就已經形成，主要來源于以下兩個方面。
　　（一）原材料質量及配合比不當引起的裂縫
　　混凝土主要由水泥、砂、石子、拌和水及外加劑組成。混凝土所用材料的質量及配合比不當，會導致結構出現裂縫。
　　1.粗細骨料含泥量過大，妨礙水泥石與骨料的黏結，不僅會降低混凝土的強度和抗滲性，而且會增加拌和水量，加大混凝土的干縮，產生不規則的網狀裂縫。
　　2.骨料中若含有無定形二氧化硅等活性骨料，當混凝土中有水分存在時，它能與水泥中的堿起作用，產生堿—骨料反應，生成膨脹的膠質，吸水后造成局部膨脹和拉應力，使混凝土結構產生爆裂狀裂縫。
　　3.骨料粒徑越細、針片狀石子含量越大，混凝土水泥用量增多，誘發裂縫產生。
　　4.砂石骨料彈性模量小，級配不良或采取間斷級配，容易造成混凝土收縮增大，產生裂縫。
　　5.水泥品種、細度、強度等級及用量選用不當。礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、快硬硅酸鹽水泥等干縮較大，而粉煤灰硅酸鹽水泥的干縮則較小。水泥細度越細，用量越多，強度等級越高，水泥安定性不合格，大體積混凝土使用了水化熱大的水泥，都易造成混凝土結構裂縫。
　　6.配合比設計中水灰比過大、砂率過大，會造成混凝土的和易性差，導致混凝土離析，增加收縮。在水灰比一定的條件下，若用水量增多，干縮也會越大。
　　（二）施工工藝不當引起的裂縫
　　在鋼筋混凝土結構的施工過程中，若施工工藝不合理，施工質量低劣，會產生各種形式的裂縫。
　　1.混凝土攪拌、運輸時間過長，水分蒸發過多，引起混凝土坍落度過低，使混凝土結構面層出現不規則的收縮裂縫。
　　2.用泵送混凝土施工時，為保證混凝土的流動性，增加水和水泥的用量，或加大水灰比，導致混凝土凝結硬化時收縮量增加，結構表面出現不規則裂縫。
　　3.鋼筋混凝土結構保護層過厚，或綁扎的上層鋼筋被踩踏，使承受負彎矩的鋼筋保護層加厚，導致構件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。
　　4.現場混凝土澆筑振搗時方法不當，漏振、欠振影響混凝土的密實性，誘發裂縫的產生。
　　5.混凝土分層或分段澆注時，接頭部位沒有處理好，在新、舊混凝土及施工縫之間出現裂縫。
　　6.樓層較高時澆筑混凝土，因外界大氣溫度過高、風速過大等原因，造成混凝土快速失水，誘發裂縫產生。
　　7.大體積混凝土澆筑，現場對混凝土降溫、保溫工作不到位，造成混凝土結構內外溫差過大，產生溫度裂縫。
　　8.在混凝土抹壓收活時沒有嚴格遵循操作程序，初凝前沒有二次抹壓，造成表面收縮裂縫。
　　9.混凝土養護不到位，在澆筑后表面沒有按時覆蓋澆水，特別是平板結構或炎熱、大風天氣，混凝土表面水分蒸發過快，造成早期脫水，使混凝土急劇收縮，此時混凝土強度很小甚至趨近于零，不能抵抗這種變形應力而導致開裂。
　　10.施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。
　　二、混凝土裂縫的防治措施
　　（一）材料選擇及制備方面
　　1.水泥。盡量采用普通硅酸鹽水泥，避免采用早強高的水泥，大體積混凝土避免使用水化熱大的水泥。嚴格把好質量檢測關，對水泥用量適度控制，禁止使用細度、安定性等技術要求不合格的水泥。
　　2.砂、石。選用級配優良的砂、石材料，盡量使用連續級配，不用間斷級配。在條件許可的情況下，盡量采用彈性模量大、最大粒徑大的粗骨料。拌制用的砂不宜過細，也不宜過粗。含泥量、有害物質含量、針片狀顆粒含量要符合規范要求。
　　3.外加劑。正確掌握混凝土補償收縮技術的運用方法，合理選擇和采用膨脹劑等，通過現場大量的試驗，確定它們的最佳用量。
　　4.砂率、水灰比。砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石總用量的百分數，表示砂與石子二者的組合關系，選用要合理，避免過大。水灰比不能過小，也不能過大，要嚴格加以控制，一般為0.5—0.8。在滿足泵送和施工的前提下，在一定水灰比的前提下，降低砂率，減小單位體積混凝土用水量，有利于遏制裂縫的產生。
　　（二）施工工藝方面
　　1.要有良好的施工方案，嚴格按施工規范進行施工，合理設置并正確處理混凝土的施工縫，應用恰當的澆筑工藝和養護方法。
　　2.在施工中，鋼筋的成型和模板安裝位置要準確、牢固，以免變形。在鋼筋綁扎施工中，加強對負彎矩筋的管理，加密支撐馬凳的間距，嚴防亂踩鋼筋，確保負彎矩鋼筋的保護層厚度。
　　3.混凝土的澆筑、振搗操作要合理，方法必須正確。振搗須快扦、慢拔，時向不宜過長，也不宜過短。避免欠振、過振和漏振，提倡二次振搗、二次抹壓技術。
　　4.混凝土澆筑要盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子，嚴格控制混凝土的入模溫度。對于大體積混凝土，要充分做好現場的保溫、降溫工作，避免內外溫差過大。
　　5.加強對混凝土的早期養護工作，盡量晚拆模。在混凝土澆筑成型后，應在結構表面予以覆蓋和澆水，使混凝土的正常硬化和強度提高，不受或少受外界的影響，防止溫差裂縫的產生。
　　6.混凝土裂縫可通過表面處理法和填充法進行處理。表面處理法包括表面涂抹法和表面修補法。表面涂抹法適用于難以灌入的細而淺的裂縫，表面修補法適用于大面積的部位，填充法是用修補材料直接填充裂縫，一般用于修補較寬的裂縫。
　　綜上所述，混凝土結構裂縫的形成原因是多方面的，主要有原材料質量不合格、配合比不當、施工工藝不當等。防治裂縫的措施也有多種，需認真研究分析，以便采取合理的防治，確保混凝土結構的質量，滿足使用的要求。
　　
　　參考文獻：
　　［1］建筑工人.建筑技術雜志社，2007.11.
　　［2］畢萬利，周明月.建筑材料.高等教育出版社，2002.12.
　　［3］吳承霞，陳式浩.建筑結構.高等教育出版社，2002.12.
　　［4］杭有聲.建筑施工技術.高等教育出版社，2005.1.