混凝土裂縫產生的原因及措施

謝向陽

摘 要：混凝土因其取材廣泛、價格低廉、抗壓強度高、可澆筑成各種形狀，并耐火性好、不易風化、養護費用低，成為當今世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料。但是混凝土抗拉能力差、脆性大、容易開裂。一般對結構的使用無大的危害，可允許其存在；但是這些裂縫在使用荷載或外界物理、化學因素的作用下，不斷產生和擴展，引起混凝土碳化、保護層剝落、鋼筋腐蝕，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，必須加以控制。

關鍵詞：混凝土；裂縫；成因；控制措施

一、前言

混凝土構件通常都是帶縫工作的，由于混凝土裂縫的存在和發展往往會使其內部的鋼筋等材料產生腐蝕，造成混凝土結構的承載能力、耐久性及抗滲能力降低，直接影響建筑物的外觀、使用壽命。很多工程結構的失事都是由于混凝土裂縫造成的。混凝土規范也明確規定：結構構件在所處的不同條件下，允許存在一定寬度的裂縫。但是在施工中應盡量采取有效措施控制裂縫產生，使其結構盡可能不出現裂縫或盡量減少裂縫的數量和寬度，尤其要避免有害裂縫的出現，從而確保工程質量和結構安全。本文結合的現場施工經驗，并參考大量文獻資料，分析了混凝土裂縫產生的原因，并提出了防治對策和控制措施。

二、混凝土裂縫產生的原因

混凝土裂縫形成的原因有多個方面的因素造成的，大致可分為混凝土施工、本身特性、外界因素等三大類。在此，我們就按此分類來談談混凝土裂縫形成的成因。

1.混凝土施工造成的裂縫。混凝土澆筑時施工模板灑水不當，過于干燥，或因模板本身吸水量過大，造成混凝土的塑性收縮變形產生裂縫。混凝土振搗不到位，或者振搗時間過短，造成混凝土沒有達到密實狀態；如果使混凝土振搗時間過長，造成石子下沉砂漿上浮，容易形成混凝土干縮變形量大，因此造成混凝土收縮不均勻產生裂縫。模板支設和拆除施工過程中由于工人施工不規范、模板支設體系不牢固，或者工人過早拆除梁板底模板和支撐鋼管等原因造成的裂縫；項目部對施工班組在施工過程中控制不嚴，造成局部施工荷載過大而導致出現的裂縫。

2.混凝土本身原因造成的裂縫

（1）混凝土本身內部作用造成的裂縫。混凝土中的鋼筋銹蝕形成的裂縫和堿骨料之間起化學作用形成的裂縫是鋼筋混凝土結構中最常見的裂縫。在混凝土中的鋼筋腐蝕是電化學作用反應的過程。總之決定鋼筋腐蝕的基本因素是電位差、水和氧，但是鋼筋實際的腐蝕速度大多不是受制于氧的供應。而是cl-離子，它是鋼筋腐蝕反應的活化劑，因為 cl- 能破壞鋼筋表面鈍化膜從而引發鋼筋腐蝕，并且能增大溶液導電性、增大電位差、加速腐蝕反應等；所以我們在混凝土中摻有氯鹽或摻入cl-離子時就會引發鋼筋銹蝕，因此現實施工中的鋼筋銹蝕病害大多由它引起的。如果混凝土中鋼筋表層腐蝕或鐵銹后，其體積可增加好幾倍，并且擠壓其外側混凝土并使之產生垂直于外的拉應力，當其拉應力超過混凝土的承耐的拉力時就會形成混凝土的保護層上順沿鋼筋的縱向方向裂縫。因為在混凝土拌和時會產生一些堿性離子，而這些離子在與某些活性骨料會產生化學反應并吸收周圍環境中的水而使其體積增大，并造成混凝土膨脹開裂。如果這種裂縫出現在混凝土結構使用期間將會很難補救，因此我們在施工中應采取有效措施進行控制和預防。由于在混凝土澆筑、振搗不當或者是鋼筋保護層較少，會使有害物質進入混凝土內部使鋼筋產生銹蝕，當銹蝕的鋼筋體積膨脹過大，會導致混凝土膨脹裂縫，因此此種裂縫多為縱向裂縫，沿鋼筋的布置位置出現。當混凝土裂縫出現后，外面的水、氣（氧） 可順著裂縫滲入并進一步加快鋼筋的腐蝕，如果使裂縫長期發展下去，裂縫將會增寬、增長，甚至會使混凝土保護層大片脫落。也會造成鋼筋截面隨著銹蝕發展而減小，導致鋼筋銹斷并對工程結構的耐久性、安全性產生嚴重的影響。

（2）混凝土水化收縮造成的裂縫。由于混凝土中水和水泥作用反應后生成物體積，會比反應之前水和水泥的體積減小，又因水化作用時，其絕對體積也會減少，即混凝土產生水化收縮。

（3）混凝土干燥收縮造成的裂縫。干燥收縮是由于混凝土的脫水干燥時，其體積或長度會有所減少的過程。干燥收縮變形主要是由于水泥漿的干縮造成的；水泥漿的收縮量比混凝土大，如果以普通混凝土的1d的齡期為基準， 環境的相對濕度70 %左右的情況下，與其收縮變形量一致。混凝土干縮變形的主要影響原因有如下兩個方面原因： 內因涉及單方水灰比、水泥用量、骨料用量 和構件大小（厚度）、 用水量；外因則涉及干燥時間、環境相對濕度等。

三、混凝土裂縫的控制措施

1.混凝土結構設計方面的控制措施。當在混凝土結構設計中，應特別重視構造鋼筋的配置，應該符合國家建筑設計規范內容；特別對于樓面、墻板等薄壁構件更應注意構造鋼筋的直徑和數量的選用。例如混凝土設計規范上規定當混凝土保護層大于40mm時應設置?6@150的抗裂構造網片；如果按雙向板配筋：為使樓板計算簡圖與實際受力情況一致，現澆樓板應按雙向連續板計算配筋。為了減少開裂，宜采用雙面配筋，增加表面配筋量。樓板最小配筋率 ，應采用細直徑螺紋鋼筋。例如在單向板滿足受力情況下選用直徑較小的鋼筋，雙面配筋，可減小間距，加大配筋率，來滿足受力要求。

當設計中結構界面突變帶來的應力集中時，如果無法回避時，應當做局部處理，如轉角處做圓角，突變處做成漸變過渡，同時加強構造配筋，轉角處增配斜向鋼筋等措施。

2.施工方面的控制措施。應澆筑大方量混凝土之前制定具有可操作性的施工方案，并在經有關方面批準后實施。在土施工方案中要明確混凝土的初凝時間、澆筑方向、一次澆筑的方量、施工縫的留設位置以及處理辦法等，避免形成冷縫和因新、舊混凝土未完全咬合而形成局部薄弱界面，造成混凝土的強度降低。因為一般大體積混凝土使用商品泵送混凝土，所以還要制定相關的泵送混凝，另外還必須進行混凝土的測溫工作。從已有施工經驗的測溫情況看，混凝土內部溫升的高峰值一般在7d內產生，3d內溫度可上升到或接近最大溫升，內外溫差值在20℃左右，將溫度差控制在規范規定范圍內。

必須制定詳細的混凝土施工方案。施工方案是確定澆筑量、施工縫間距、施工工藝、位置及構造、澆筑時間、運輸及振搗等。因為一次澆筑長度是由垂直施工縫分割，所以施工縫應設置在變截面處或承受拉、剪、彎應力較小的部位。除非是控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫留設位置也應加以注意，一般來說，因盡量留在變截面處，或遠離受拉鋼筋部位而設在砼的受壓區，確定澆筑時間的原則應避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子，應當選擇在當天氣溫較低時澆筑。當在夏季施工，則應采取材料降溫措施來控制混凝土入模溫度（應當低于周圍環境溫度）。

四、結語

裂縫是影響建筑物滿足安全性、適用性和耐久性的一個非常重要的方面 ，建筑物的結構或構件常常由于各種不同的原因導致各種裂縫出現，其有害程度是可以控制 的。因此加強鋼筋混凝土結構出現裂縫原因的分析是非常重要的，設計、施工、材料等方面 因素對鋼筋混凝土結構開裂的影響是相互聯系、相互制約的，必須全面系統的考慮。從裂縫 的分類入手，弄清裂縫出現的原因，對裂縫采取措施加以正確的處理，鋼筋混凝土結構裂縫 問題將會逐漸得到圓滿的解決。

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