結構物混凝土裂縫(紋)產生的防治

【摘 要】本文通過對結構物混凝土裂縫《紋》產生的原因進行剖析，根據有關工程資料和工程實踐經驗詳細地闡述了所采取的預防措施，從而克服和控制裂縫的產生，提高結構物混凝土的耐久性。

【關鍵詞】裂縫；產生原因；預防措施

結構物混凝土的優點是其取材范圍廣、價格低廉、抗壓強度高、可澆筑成各種形狀，并且耐火性好、不易風化、養護費用低，成為當今建筑結構中使用最廣泛的建筑材料。混凝土最主要的缺點是抗拉能力差，容易開裂。在混凝土結構物中普遍存在著裂縫(紋)，而且還存在著對結構物造成極大危害的裂縫，從而降低了混凝土結構物的耐久性，減少了使用年限，影響了投資效益。甚至發生混凝土澆筑成型后出現裂縫而將結構物推倒重來的現象，從而造成了工程經濟損失，也使工程進度受到一定程度的影響。其實很多裂縫是可以克服和控制的。為了進一步加強對結構物混凝土裂縫的認識，根椐經驗盡可能的對結構物混凝土裂縫的產生的原因和預防措施作較全面的分析、總結，為以后的施工過程中避免出現裂縫起到防范于未然的作用。

1. 水泥安定性的影響

水泥在凝結硬化過程中，會發生體積變化，如果這種變化是均勻的，一般不會對工程造成危害；當水泥中含有過量的游離的氧化鈣.氧化鎂.三氧化硫時，這些物質會在水泥硬化一段時間后，發生體積膨脹性反應，產生不均勻膨脹，導致工程結構的強度降低和產生裂縫。預防措施：在水泥使用前必須檢驗其穩定性作為水泥是否合格的決定性指標。

2. 水灰比的影響

在拌制的混凝土中，如果水泥用量多，則產生的水化熱量大，混凝土凝結時易產生很多的收縮裂縫，從而影響混凝土的外觀質量，且極易產生泌水現象，由于泌水在骨料下部形成水囊而導致骨料界面出現微細裂縫。混凝土配合比中如果骨料用量少，也會產生微裂縫。例如，結構物頂部極易產生裂縫而且強度降低，原因是混凝土澆灌到頂部，水泥漿增多，粗骨料下沉，防治辦法是加入凈漿粗骨料或澆筑到最后一層時減少用水量等。預防措施:（1）采用高標號水泥配制低標號混凝土，減少水泥用量。（2）減少用水量，摻加減水劑等。（3）嚴格控制水灰比。（4）當采用泵送混凝土時，因水泥用量大，砂率偏高，極易產生細裂縫。要采取措施即加入減水劑，當溫差不大時澆筑，加強保溫措施等。

3. 混凝土澆筑工藝的影響

混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振搗等各道工序中稍有差錯都會影響其均勻和密實程度從而產生裂縫。例如混凝土攪拌不均勻，運輸過程中混凝土離析，混凝土振搗不密實，澆筑時碰撞模板、鋼筋，模板支撐不當或支撐強度不足，澆筑中漏水、漏漿等都有可能造成混凝土產生裂縫。預防措施：加強混凝土攪拌避免離析，振搗要均勻適度，混凝土澆筑過程中不得碰撞模板、鋼筋。混凝土澆筑前，要細心檢查模板的支撐情況。模板構造要合理，以防止模板各桿件間的變形不同而導致混凝土裂縫。模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載作用下，模板變形過大造成開裂。

4. 溫度差的影響

溫度差對混凝土有一定程度的影響，特別是對大體積混凝土(最小邊尺寸大于1米的為大體積混凝土)影響十分明顯，混凝土在硬化初期，水泥水化放出大量的熱量，而混凝土是熱的不良導體，散熱慢，混凝土內部溫度升高.但混凝土外部溫度隨氣溫下降，致使內外溫差達50~70﹪，造成內部膨脹及外部收縮，內外相互制約，使外部混凝土產生很大的拉應力，當拉應力超過混凝土的極限抗拉應力時，就會在內部產生裂縫，并可能發展成為貫穿裂縫，對結構物造成極大危害。當預制構件采用蒸汽養護時，由于急速升溫或急速降溫，使混凝土內外部產生較高的溫度差，均使混凝土表面產生收縮裂縫。預防措施:（1）設法降低混凝土的發熱量，如采用水化熱低的水泥，在混凝土中摻加片石吸收熱量，減小澆筑層厚度(嚴格控制在30cm 內)并延長與上層混凝土的澆筑間斷時間，以便留取足夠的時間散發熱量。(2)降低水灰比，減少水泥用量。

(3)采用人工降溫措施:如混凝土料要蔗蓋，用冷卻水攪拌混凝土，降低入倉溫度等。(4)必須嚴格控制混凝土的溫度差在設計范圍內，當設計無要求時，溫度差不超過半25℃為宜。(5)避開高溫澆筑混凝土。（6）當預制構件采用蒸汽養護時，嚴格控制升降溫速度。

5. 拆模時間的影響

合理的掌握混凝土拆模時間不能過早也不能過遲，如果拆模過早，混凝土表面會快速脫水，宜使早齡期混凝土損壞產生干燥收縮裂紋。如果拆模過晚，則極宜錯過混凝土水化熱峰值使混凝土因水化熱產生裂縫。預防措施:要根據當地氣候條件和凝結材料特點合理掌握拆模時間，不能過早也不能過遲，拆模要形成規律，減少裂縫的產生。

6. 養護的影響

混凝土在水化物的作用下，逐漸開始凝結硬化，混凝土拌合物中所含水分足夠水化作用的需要，但由于硬化逐漸進行，混凝土中的水分有可能被蒸發掉，造成混凝土由表向里逐漸脫水，極易產生干燥收縮裂紋。預防措施：在混凝土凝結后立即覆蓋灑水養生，保持濕潤不少于7天，從而避免干燥收縮裂紋的產生。

7. 混凝土鋼筋保護層和混凝土質量的影響

由于保護層厚度不足或混凝土質量較差，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2~4倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結構承載力下降，并將誘發其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導致結構破壞。混凝土鋼筋保護層亦不能太厚，否則構件有效高度減小，受力時將加大裂縫寬度。 預防措施：（1）設計時應根據規范要求控制裂縫寬度、施工過程中嚴格按照設計及規范要求控制保護層厚度。（2）要防止鋼筋銹蝕，施工時應控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止有害離子侵入，同時嚴格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區或其它存在腐蝕性強的空氣、地下水地區尤其應慎重。

8. 地基沉陷，變形的影響

8.1 由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂。基礎不均勻沉降的主要原因有：

（1）地質勘察精度不夠、試驗資料不準；地基地質差異太大；結構荷載差異太大；結構基礎類型差別太大；，可能造成不均勻沉降。

（2)由于混凝土在塑性狀態下其基礎、支架等有不均勻沉降，使局部混凝土變形受約束而產生裂縫。

（3)由于重力作用使混凝土中較重顆粒下沉而使水泥漿上浮，當這種下沉受到鋼筋、模板作用時就會產生裂縫。

8.2 預防措施。（1）提高地質勘察精度，進行地基處理。（2）科學設計支架搭設，對支架進行全面積預壓以消除非彈性變形。（3）在混凝土中加減水劑以減少混凝土泌水，確保混凝土保護層厚度，混凝土施工時進行二次抹面；以及澆筑前將基層和模板充分澆水濕透等。

9. 凍脹的影響

大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產生膨脹應力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水（結冰溫度在-78度以下）在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重，成齡后混凝土強度損失可達30%~50%。冬季施工時對預應力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發生沿管道方向的凍脹裂縫。

溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發生凍脹破壞的必要條件。當混凝土中骨料空隙多 、吸水性強；骨料中含泥土等雜質過多；混凝土水灰比偏大、振搗不密實；養護不力使混凝土早期受凍等，均可能導致混凝土凍脹裂縫。預防措施：冬季施工時，采用電氣加熱法、暖棚法、地下蓄熱法、蒸汽加熱法養護以及在混凝土拌和物中摻入防凍劑（但氯鹽不宜使用），可保證混凝土在低溫或負溫條件下硬化。

此外混凝土未達到設計及規范要求的強度時，非受力構件不得承受外來荷載，受力構件不得承受自身荷載及外來荷載。普通混凝土構件在承受30一40%的設計荷載時就可能出現裂縫，構件的極限破壞載荷一般都在設計荷載的1.5倍以上。

結構物混凝土產生的裂縫，基本由以上幾點原因造成的.對于產生的裂縫，認真分析是何種原因造成的，采取相應的措施進行預防，就會減少或消除裂縫(紋)產生.特別是對結構物有危害的裂縫，必須消除在萌芽狀態，以滿足結構物的穩定性。因此，在施工過程中，嚴格按照國家有關規范、技術標準，設計文件進行施工，是保證結構安全耐用的前提和基礎。