混凝土裂縫的形成與預(yù)防

摘要：混凝土以其物美價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生產(chǎn)生活的工程建筑中，然而，混凝土在施工過程中出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，這是一個(gè)相當(dāng)普遍和常見的現(xiàn)象。因此，必須針對(duì)工程建設(shè)中混凝土裂縫的問題，采取有效的技術(shù)措施加以防范和控制，以確保工程質(zhì)量。本文對(duì)混凝土裂縫的形成進(jìn)行了分析，并提出了預(yù)防方法。

關(guān)鍵詞：混凝土裂縫；預(yù)防；控制對(duì)策

混凝土在施工中對(duì)有些結(jié)構(gòu)按其所處條件的不同，允許存在一定寬度的裂縫。裂縫按成因分類主要有塑性裂縫、干縮裂縫、溫度裂縫及不均勻沉降裂縫。但施工中仍盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫，使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫，或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質(zhì)量。

一、裂縫形成的原因

1、收縮引起的裂縫

（1）干縮裂縫。混凝土結(jié)構(gòu)物受到風(fēng)吹日曬，其表面水分散失過快、體積收縮大，而其內(nèi)部溫度變化小，收縮也小，表面收縮變形受到內(nèi)部的約束而產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生干縮裂縫。

（2）塑性收縮裂縫。混凝土澆筑后沒有及時(shí)覆蓋，表面游離水蒸發(fā)過快，產(chǎn)生急劇的體積收縮，而此時(shí)混凝土強(qiáng)度很低，不能抵抗這種變形應(yīng)力而開裂，即塑性收縮裂縫。

2、溫度變化引起的裂縫

混凝土內(nèi)的水泥在水化反應(yīng)中散發(fā)出大量的熱量，使混凝土溫度升高，并與外部氣溫形成一定的溫差，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。其大小與溫差有關(guān)，并直接影響到混凝土的開裂及裂縫的寬度。

3、配筋不足引起的裂縫

無筋混凝土比有筋混凝土容易開裂，有筋混凝土的配筋間距大、配筋率小容易造成開裂。鋼筋位置要擺放正確，保護(hù)層過大或者過小都可能導(dǎo)致混凝土開裂。

4、配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的裂縫

（1）截面不夠、梁的跨度過大、高度偏小。

（2）由于計(jì)算錯(cuò)誤導(dǎo)致受力鋼筋截面偏小或板太薄、配筋位置不當(dāng)、節(jié)點(diǎn)不合理等。

（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面突變或因開洞、留槽引起應(yīng)力集中。

（4）構(gòu)造處理不當(dāng)或各種結(jié)構(gòu)縫設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩鼐菀讓?dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂。

（5）結(jié)構(gòu)形式選擇不當(dāng)。超長(zhǎng)、超厚及超靜定結(jié)構(gòu)對(duì)于各種變形有顯著約束作用。

（6）結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度選擇了過高的強(qiáng)度等級(jí)

5、養(yǎng)護(hù)條件達(dá)不到引起的裂縫

養(yǎng)護(hù)條件對(duì)裂縫的出現(xiàn)有著關(guān)鍵的影響。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土硬化正常，不會(huì)出現(xiàn)裂縫，但這只適用于預(yù)制件生產(chǎn)，現(xiàn)澆混凝土不可能擁有這種條件，只能是越接近標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件，混凝土開裂的可能性越小。

6、施工質(zhì)量引起的裂縫

在現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土過程中，振搗不均勻或漏振、過振，會(huì)造成混凝土離析、密實(shí)度差、從而降低結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。

混凝土內(nèi)部氣泡不能完全排除時(shí)，鋼筋表面的氣泡會(huì)降低混凝土與鋼筋的粘結(jié)力；鋼筋若受到過振，使水泥漿在鋼筋周圍密集，也會(huì)大大降低粘結(jié)力。

7、化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫

主要是指堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫。

混凝土拌和后會(huì)產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水份致使體積增大，造成混凝土酥松、開裂。堿骨料發(fā)硬裂縫一般出現(xiàn)在混凝土使用期間，一旦出現(xiàn)裂縫將很難補(bǔ)救，因此應(yīng)提前預(yù)防。

鋼筋銹蝕裂縫是由于混凝土澆筑、振搗不良或者是鋼筋保護(hù)層較薄致使有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，銹蝕的鋼筋體積膨脹，導(dǎo)致混凝土開裂。

8、沉陷引起的裂縫

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不均勻、松軟、回填土不密實(shí)、浸水而造成不均勻沉降所致。或者因?yàn)槟０鍎偠炔蛔悖０逯伍g距過大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

二、混凝土裂縫預(yù)防措施

2.1材料組成、配比的優(yōu)化

優(yōu)化混凝土組成成分及配比，包括堿水劑的種類，水泥的品種、用量，礦物摻合料（如粉煤灰，礦粉），水灰比，骨料體積含量，骨料最大粒徑、砂率和細(xì)度模數(shù)，粗骨料級(jí)配等等，其對(duì)減少混凝土出現(xiàn)裂縫具有極大的改善作用。

2.2加強(qiáng)設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施

2.2.1“抗”與“放”原則

“抗”的原則是通過提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸，來抵抗混凝土干縮和溫度變形，體現(xiàn)在對(duì)混凝土構(gòu)件的配筋進(jìn)行適當(dāng)增加，奇斯克列里經(jīng)驗(yàn)公式告訴我們，工程中最好“細(xì)筋密布”，即在同樣的配筋情況下，盡可能使用直徑較細(xì)的鋼筋，使鋼筋的間距密一些。

“放”的原則是通過創(chuàng)造混凝土結(jié)構(gòu)自由變形的條件，來釋放混凝土干縮和溫度變形。該原則體現(xiàn)在留設(shè)變形縫上，混凝土結(jié)構(gòu)施工期間和建成后永久保留的變形縫，稱為“伸縮縫”，當(dāng)前實(shí)際施工中，一般都采用“伸縮縫”。

2.2.2優(yōu)化結(jié)構(gòu)平面布置

①建筑平面宜規(guī)則，避免平面形狀突變。②對(duì)于連續(xù)長(zhǎng)度較長(zhǎng)的外墻，建筑外墻上可以考慮設(shè)置大的落地門窗和八角窗以減小墻端部處溫差應(yīng)力，避免樓板切角裂縫的產(chǎn)生。③當(dāng)房屋長(zhǎng)度大于60米時(shí)，可在房屋中部設(shè)置收縮后澆帶，以減小混凝土收縮應(yīng)力及溫度應(yīng)力的影響。④對(duì)于外露的現(xiàn)澆剛勁混凝土女兒墻、掛板、欄板、檐口等構(gòu)件，當(dāng)其水平直線長(zhǎng)度超過12米時(shí)，可設(shè)置伸縮縫，伸縮縫間距≤12m。

2.3混凝土的早期養(yǎng)護(hù)

混凝土早期養(yǎng)護(hù)的主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達(dá)到如下效果：一是使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮；實(shí)踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。混凝土的保溫對(duì)防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應(yīng)力觀點(diǎn)出發(fā)，保溫應(yīng)達(dá)到下述要求：防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫；防止混凝土超冷，應(yīng)該設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度；防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。二是使水泥水化作用順利進(jìn)行，使其達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力。適宜的溫濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的，混凝土的保溫措施常常也有保濕的效果。新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利的影響。因此，凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期，在施工中應(yīng)切實(shí)重視該時(shí)期的養(yǎng)護(hù)。

2.4合理使用外加劑

為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。

綜上所述，混凝土裂縫應(yīng)根據(jù)成因采取有效解決辦法，在施工中仍盡可能采取有效的技術(shù)措施控制裂縫，使結(jié)構(gòu)盡量不出現(xiàn)裂縫，或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現(xiàn)，以確保工程質(zhì)量。

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