淺談混凝土裂縫形成原因及應(yīng)對措施

摘 要：混凝土結(jié)構(gòu)工程裂縫的產(chǎn)生，主要是由于施工過程各種因素組合造成的，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。文章主要分析了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，探討了在施工過程中預(yù)防裂縫產(chǎn)生的對策。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；成因；對策

裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中常見的一種作用效應(yīng)，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是建筑界最常見的、較難避免的現(xiàn)象，裂縫重則危及結(jié)構(gòu)安全，輕則影響房屋的正常使用及混凝土的壽命。隨著我國房改、住房商品化的進展，建筑物的樓板裂縫、滲漏等涉及的糾紛或官司也越來越多，建筑物的裂縫已成為住戶評判建筑物安全的一個非常直觀、敏感和首要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，人們對建筑物現(xiàn)澆鋼筋砼樓板裂縫的控制要求更為嚴(yán)格。混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因復(fù)雜，有材料、溫度變化等原因，也有設(shè)計、施工、使用等方面的因素造成。建筑產(chǎn)品作為一種特殊商品越來越受到消費者和社會的關(guān)注。

1.混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

混凝土裂縫的形式是多種多樣的，產(chǎn)生的原因也非常復(fù)雜，而非結(jié)構(gòu)性裂縫約占混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的80%左右，是混凝土結(jié)構(gòu)中的主要裂縫和常見裂縫。非結(jié)構(gòu)性裂縫主要包括收縮裂縫、溫度裂縫及沉陷裂縫三種：

1.1收縮裂縫

收縮裂縫是由濕度變化引起的，它占混凝土非結(jié)構(gòu)性裂縫中的主要部分。混凝土是以水泥為主要膠結(jié)材料，以天然砂、石為骨料加水拌合，經(jīng)過澆筑成型、凝結(jié)硬化形成的人工石材。在施工中，為保證其和易性，往往加入比水泥水化作用所需的水分多4～5倍的水。多出的這些水分以游離態(tài)形式存在，并在硬化過程中逐步蒸發(fā)，從而在混凝土內(nèi)部形成大量毛細孔、空隙甚至孔洞，造成混凝土體積收縮。此外，混凝土硬化過程中水化作用和碳化作用也會引起混凝土體積收縮。根據(jù)有關(guān)試驗測定，混凝土最終收縮量約為0.04%～0.06%。可見，收縮是混凝土固有的物理特性，一般來說，水灰比越大、水泥強度越高、骨料越少、環(huán)境溫度越高、表面失水越大，則其收縮值越大，也越易產(chǎn)生收縮裂縫。根據(jù)收縮裂縫的形成機理與形成時間，工程中常見的收縮裂縫主要有塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和干燥收縮裂縫三類，此外，還有自身收縮（化學(xué)減縮）裂縫和碳化收縮裂縫。

1.2溫度裂縫

溫度裂縫是由于混凝土內(nèi)外溫差或季節(jié)氣溫變化過大而形成的。表面溫度裂縫走向無一定規(guī)律性，大面積結(jié)構(gòu)溫度裂縫常縱橫交錯。表面溫度裂縫常發(fā)生在施工期間，寬度受溫度變化影響較明顯，冬季較寬，夏季較細。

主要成因分析：表面溫度裂縫多由溫差較大引起。特別是大體積混凝土基礎(chǔ)澆注后，在硬化期間，水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使混凝土表面和內(nèi)部溫差較大，當(dāng)溫度產(chǎn)生非均勻的降溫差時，將導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較大的降溫收縮，此時表面受到內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，而混凝土早期抗拉強度很低，因而出現(xiàn)裂縫。

1.3沉陷裂縫

沉陷裂縫多屬進深或貫穿性裂縫，走向與基礎(chǔ)沉陷情況有關(guān)，可能出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的上部或下部，一般與地面垂直。較大的貫穿性沉陷裂縫往往上下或左右有一定的差距，裂縫寬度受溫度變化影響小，因荷載大小而異，且與不均勻沉降值成比例。

主要成因分析：①結(jié)構(gòu)、構(gòu)件下面的地基軟硬不均，或者存在松軟土，未經(jīng)夯實和必要的加固處理，混凝土澆注后，地基局部產(chǎn)生不均勻沉降而引起裂縫；②結(jié)構(gòu)各部荷載懸殊，未作必要的加強處理，混凝土澆注后因地基受力不均，產(chǎn)生不均勻下沉，造成結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂縫；③模板剛度不足，模板支撐不牢，支撐間距過大或支撐在松軟土上，以及過早拆模，也常導(dǎo)致不均勻沉陷裂縫出現(xiàn)；④冬季施工時模板支架支承在凍土層上，若上部結(jié)構(gòu)未達到規(guī)定強度，地層化凍下沉，使結(jié)構(gòu)下垂或產(chǎn)生裂縫。

2.裂縫的控制對策

2.1 設(shè)計中的‘抗與‘放

在建筑設(shè)計中應(yīng)處理好構(gòu)件中‘抗與‘放的關(guān)系。所謂‘抗就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，沒有足夠的變形余地時，為防止裂縫所采取的有力措施，而所謂‘放就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時所采取的措施。

設(shè)計人員應(yīng)靈活地運用‘抗一放結(jié)合、或以‘抗為主、或以‘放為主的設(shè)計原則。來選擇結(jié)構(gòu)方案和使用的材料。

2.2采用補償收縮混凝土技術(shù)

在常見的混凝土裂縫中，有相當(dāng)部分都是由于混凝土收縮而造成的。要解決由于收縮而產(chǎn)生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮，實踐證明，效果是很好的。

2.3 設(shè)計上要注意容易開裂部位

根據(jù)調(diào)查，各類結(jié)構(gòu)的易裂部位如下：

1.框架機構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)房屋中的現(xiàn)澆混凝土樓板易裂部位

（1）房屋平面體形有較大凹凸時，在凹凸交接處的樓板；

（2） 兩端陽角處及山墻處的樓板；

（3） 房屋南面外墻設(shè)大面積玻璃窗時，與南向外墻相鄰的樓板；

（4） 房屋頂層的屋面層

（5） 與周梁、柱、墻等構(gòu)件整澆且受約束較強的樓板；

（6） 樓板中有預(yù)埋管線時，洞的四角處；

（7） 樓板開距形洞時，洞的四角處；

（8） 設(shè)有后澆帶的樓板，沿后澆帶兩側(cè)部位。

2.框架結(jié)構(gòu)房屋中的框架梁在以下部位易出現(xiàn)裂縫

（1） 頂層縱向和橫向框架梁的截面上部區(qū)域；

（2） 長度較長的端部或中部縱向框架梁；

（3） 橫向框架梁截面中部。

3.剪力墻結(jié)構(gòu)房屋中在以往部位易出現(xiàn)裂縫

（1） 端山墻；

（2） 開間內(nèi)縱墻；

（3） 頂層和底層墻體；

（4） 長度較大（>10m）的墻。

4.當(dāng)冬季停工春季再繼續(xù)施工時，地下室在以下部位易出現(xiàn)裂縫

（1） 地下室頂板；

（2） 地下室的窗上墻和窗下墻。

對以上易出現(xiàn)裂縫的部位，目前在設(shè)計中通常采用了“放”、“抗”或“抗放結(jié)合”的控制裂縫措施，工程經(jīng)驗表明在于材料、施工等部位密切配合的情況下，可取得較好的效果。

3.混凝土裂縫的處理方法

當(dāng)然，預(yù)防混凝土裂縫產(chǎn)生最根本的方法是在設(shè)計和施工環(huán)節(jié)。而一旦產(chǎn)生混凝土裂縫，則需要相關(guān)的處理方法。一般來說，混凝土裂縫處理的方法主要有：表面處理法、填充法、灌漿法、結(jié)構(gòu)補強法、混凝土置換法、電化學(xué)防護法、仿生自愈合法。在實際生活中需要根據(jù)相關(guān)環(huán)境采取相對應(yīng)的措施。

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

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作者簡介：候忠禮，男，從事土木工程專業(yè)工作，身份證號碼：452322198212300037。endprint