淺談建筑工程混凝土裂縫的成因及防治措施

【摘 要】混凝土裂縫是一種普遍的現(xiàn)象，但是裂縫的出現(xiàn)不僅會(huì)影響到建筑物的美觀、結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕，加速混凝土的碳化，降低混凝土的使用耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力，本文對(duì)混凝土產(chǎn)生裂縫作出了分析，并提出了防治措施。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；裂縫原因；措施；

1 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫

在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過(guò)程中，若施工工藝不合理，會(huì)產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進(jìn)的和貫穿的各種裂縫，特別是細(xì)長(zhǎng)薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)，裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而言。

1.1 混凝土保護(hù)層過(guò)厚，使承受負(fù)彎矩的受力鋼筋保護(hù)層加厚，導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

1.2 混凝土振搗不密實(shí)、不均勻，出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致鋼筋銹蝕或其他荷載裂縫的起源點(diǎn)。

1.3 如果澆筑混凝土速度過(guò)快，混凝土的流動(dòng)性比較低，硬化前沉實(shí)不足，硬化后沉實(shí)又過(guò)大，會(huì)在澆筑后產(chǎn)生裂縫。

1.4 混凝土攪拌和運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間太長(zhǎng)，這樣水分蒸發(fā)過(guò)多，從而使混凝土的塌落度降低，這樣混凝土的體積上產(chǎn)生收縮裂縫。

1.5 混凝土初期養(yǎng)護(hù)時(shí)干燥過(guò)于急劇，混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

1.6 用泵送混凝土施工時(shí)，為保證混凝土的流動(dòng)性，增加水和水泥用量，或因其他原因加大了水灰比，導(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化時(shí)收縮量增加，使得混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。

1.7 混凝土分層或分段澆筑時(shí)，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。如混凝土分層澆筑時(shí)，后澆混凝土因停電、下雨等原因未能在澆混凝土初凝前澆筑，引起層面之間的水平裂縫；采用分段現(xiàn)澆時(shí)，先澆混凝土接觸面鑿毛、清洗不好，新舊混凝土之間黏結(jié)力小，或后澆混凝土養(yǎng)護(hù)不到位，導(dǎo)致混凝土收縮而引起裂縫。

1.8 混凝土早期受凍，使構(gòu)件表面出現(xiàn)裂紋，或局部剝落，或脫模后出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象。

1.9 施工時(shí)模板剛度不足，在澆筑混凝土?xí)r，由于側(cè)向壓力的作用使得模板變形，產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。

1.10 施工時(shí)拆模過(guò)早，混凝土強(qiáng)度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。施工前對(duì)支架壓實(shí)不足或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。施工質(zhì)量控制差，任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料計(jì)量不準(zhǔn)，結(jié)果造成混凝土強(qiáng)度不足和其他性能（和易性、密實(shí)度）下降，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。

2 干縮裂縫

大概在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后或混凝土澆筑完后的一周左右，混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同，最終會(huì)導(dǎo)致混凝土的變形不同，從而產(chǎn)生干縮裂縫。由于混凝土外部因素的影響，其表面的水分損失比里面會(huì)快一些，內(nèi)部變化較小。表面較大的干縮變形會(huì)因?yàn)榛炷恋膬?nèi)部約束產(chǎn)生比較大的壓應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂縫。干縮裂縫在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(huì)影響混凝土的抗?jié)B性和耐久性以及混凝土的承載力等。干縮裂縫主要和混凝土的水灰比、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑用量等有關(guān)。

3 收縮裂縫

收縮裂縫根據(jù)產(chǎn)生的原因主要有：化學(xué)收縮裂縫、水分蒸發(fā)產(chǎn)生的裂縫、沉縮裂縫、溫度裂縫、約束裂縫等。

3.1 化學(xué)收縮裂縫是指因混凝土內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)使凝固后混凝土體積比澆筑時(shí)體積減小，致使形成的裂縫。

3.2 水分蒸發(fā)產(chǎn)生的裂縫是因混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)而使混凝土體積縮小，致使混凝土結(jié)構(gòu)上形成的裂縫。這兩種裂縫產(chǎn)生的應(yīng)力較小，相當(dāng)于混凝土降低20℃產(chǎn)生的收縮量，并且出現(xiàn)的時(shí)間比干縮裂縫晚。但這兩種裂縫往往使干縮裂縫產(chǎn)生的更寬，因此延長(zhǎng)混凝土養(yǎng)護(hù)期至7～14d可有效地防止或減弱這兩種收縮裂縫的產(chǎn)生。

3.3 沉縮裂縫是指新澆筑的混凝土本身排除氣體、水分出現(xiàn)自身沉降而產(chǎn)生的裂縫。此種裂縫受澆筑的混凝土速度、坍落度的影響較大。在箱梁腹板、翼板之間，T形梁、槽隔板與翼板之間易產(chǎn)生的剪切裂和墩柱上在主筋旁邊的箍筋下方產(chǎn)生的月牙形間隙均屬于沉縮裂縫。沉縮裂縫產(chǎn)生的主要原因有混凝土水灰比較大、澆筑混凝土的速度較快、保護(hù)層薄、混凝土坍落度大等，產(chǎn)生位置一般在柱頂60～100cm之間。此種裂縫形成后，根據(jù)位置的不同，其表現(xiàn)也不盡相同：①在頂部產(chǎn)生，因養(yǎng)護(hù)用水進(jìn)入，溶解混凝土中的Ca（OH）2流出，在混凝土結(jié)構(gòu)表面形成“白胡須”現(xiàn)象；②在中部或底部產(chǎn)生，因養(yǎng)護(hù)用水進(jìn)入很少或根本不能進(jìn)入，帶出來(lái)的Ca（OH）2很少，不會(huì)產(chǎn)生白色現(xiàn)象。

3.4 溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大的混凝土結(jié)構(gòu)中。溫度裂縫混凝土澆筑后產(chǎn)生水化熱，使混凝土內(nèi)部溫度升高，而混凝土的散熱性較差，內(nèi)部的熱量難以傳導(dǎo)至表面散出，因此在混凝土結(jié)構(gòu)表面和內(nèi)部形成較大溫差，從而導(dǎo)致混凝土開裂。在凝結(jié)降溫時(shí)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上的裂縫，亦稱為內(nèi)外溫差裂縫。一般情況下，當(dāng)混凝土表面與內(nèi)部溫差超過(guò)20℃時(shí)，易在混凝土表面形成溫度裂縫。在澆筑混凝土?xí)r，內(nèi)部溫度=基礎(chǔ)溫度+水化熱產(chǎn)生的溫度，此溫差與動(dòng)抗拉強(qiáng)度共同作用產(chǎn)生裂縫。溫差越大，裂隙越深，并且易形成深層裂縫，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)成影響。

3.5 約束裂縫是以堅(jiān)硬的巖石或老齡混凝土為基礎(chǔ)上，澆筑混凝土后，在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的裂縫。有時(shí)裂縫會(huì)貫穿結(jié)構(gòu)的整體，形成劈裂效應(yīng)，因此此種裂縫也稱“貫穿裂縫”，特點(diǎn)是具有對(duì)稱性。此種裂縫嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，易于在護(hù)欄和箱梁、堅(jiān)硬的巖石混凝土上產(chǎn)生。產(chǎn)生原因：在老齡基礎(chǔ)上澆筑混凝土，混凝土結(jié)構(gòu)受到老齡基礎(chǔ)的約束力，但此時(shí)表現(xiàn)較弱，隨時(shí)間延長(zhǎng)，混凝土凝固，此時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)受基礎(chǔ)的約束力逐漸增強(qiáng)，當(dāng)約束力大于混凝土的彈性模量時(shí)，裂縫既從接觸面最薄弱的地方產(chǎn)生。隨時(shí)間延長(zhǎng)，裂縫越裂越寬，嚴(yán)重破壞混凝土的結(jié)構(gòu)。越堅(jiān)硬的巖石、越老齡的基礎(chǔ)，越易產(chǎn)生。

4 裂縫的防治措施

4.1 施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格控制水灰比或塌落度值；注意控制施工荷載對(duì)樓板產(chǎn)生的振動(dòng)；要注意混凝土輸送管的周期振動(dòng)現(xiàn)象。在選擇泵管的行走路線時(shí)要盡量避開結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)；在混凝土澆筑過(guò)程的振搗工序，不得漏振，也不要過(guò)振，防止浮漿過(guò)多。同時(shí)要調(diào)整好混凝土的流動(dòng)性，特別是鋼筋較密集部位更應(yīng)注意，以防止混凝土沉降裂縫的產(chǎn)生；加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，澆注完混凝土后立即覆蓋，防治水分蒸發(fā)過(guò)快，同時(shí)澆筑與開始養(yǎng)護(hù)的時(shí)間間隔要盡量縮短。

4.2 在混凝土的硬化過(guò)程中要保持一定的濕度和溫度，以防止混凝土表面出現(xiàn)干縮裂縫；如果是大體積混凝土工程，要分層澆筑，每層厚度不大于30cm，從而加快熱量散發(fā)，并使溫度分布均勻；混凝土下料時(shí)不宜過(guò)快；對(duì)于一些要求較高的混凝土構(gòu)件，在澆筑完1h～2h后，可以將混凝土進(jìn)行二次振搗，如表面拍打，收光等；在澆筑前，先將木模澆水濕透，在脫模的時(shí)候要注意選用有效的隔離劑，拆模應(yīng)平穩(wěn)，并需控制好構(gòu)件的拆模時(shí)間，以防引起結(jié)構(gòu)裂縫。

4.3 當(dāng)要完成面積較大或較長(zhǎng)混凝土工程，在澆筑完后，要注意保養(yǎng)一段時(shí)間，對(duì)混凝土表面要及時(shí)抹壓、覆蓋養(yǎng)護(hù)。另外一些長(zhǎng)期露天堆放預(yù)制構(gòu)件，除了要避免曝曬外，還需要定期適當(dāng)灑水，保持濕潤(rùn)。一些薄壁構(gòu)件應(yīng)放在陰涼的地方堆放并且覆蓋，以防發(fā)生過(guò)大溫度和濕度變化；合理制定施工方案，盡早回填土，盡快封閉房屋和進(jìn)行裝修。

5 結(jié) 語(yǔ)：

總之，混凝土建筑和構(gòu)件通常都是帶縫工作的，由于裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命，嚴(yán)重者將會(huì)威脅到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。很多工程的失事都是由于裂縫的不穩(wěn)定發(fā)展所致。科學(xué)研究和大量的混凝土工程實(shí)踐證明，在混凝土工程中存在裂縫是不可避免的，在一定的范圍內(nèi)也是可以接受的，只要采取有效的措施將其危害程度控制在一定范圍之內(nèi)即可。但在施工中應(yīng)盡量采取有效措施控制裂縫的產(chǎn)生，使結(jié)構(gòu)盡可能不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，尤其要盡量避免有害裂縫的出現(xiàn)，確保工程質(zhì)量。