對混凝土裂縫的研究

■文/杜洋

對混凝土裂縫的研究

■文/杜洋

摘要混凝土是一種非均質(zhì)脆性材料，由骨料、水泥石以及其中的氣體和水組成。在溫度和濕度變化的條件下，硬化并產(chǎn)生體積變形，由于各種材料變形不一致，互相約束而產(chǎn)生初始應(yīng)力，造成在混凝土內(nèi)出現(xiàn)微裂縫。這種微細(xì)裂縫的分布不規(guī)則且不連貫，在荷載或應(yīng)力作用下，裂縫開始擴(kuò)展，并逐漸互相貫通，從而出現(xiàn)較大的肉眼可見的裂縫，稱為宏觀裂縫，即通常所說的裂縫。本文通過對混凝土裂縫的分析，日出了防范和解決措施。

關(guān)鍵詞混凝土裂縫研究

一、混凝土裂縫的類型及成因

（一）混凝土因自身特性產(chǎn)生裂縫

1、收縮裂縫。收縮裂縫顧名思義其產(chǎn)生原因就是混凝土硬化后水份蒸發(fā)體積收縮。從理論上講，當(dāng)混凝土在無任何約束而處于自由收縮時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生裂縫，而實(shí)際工程中，混凝土總是受到各種約束的，如兩端的約束、內(nèi)部配制鋼筋的約束等。由于混凝土收縮過程中受到約束，因而內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。

2、溫度裂縫。溫差裂縫主要是由于溫度差或由于溫度的變化通過混凝土熱脹冷縮效應(yīng)而引起混凝土開裂的。但這其中可分為二類。

一類為由于混凝土內(nèi)部存在一個(gè)溫度差，從而內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力而導(dǎo)致混凝土開裂的。這一般發(fā)生在厚度≥lm的大體積混凝土中，出現(xiàn)時(shí)間一般在混凝土硬化過程中和硬化早期，其溫度變化來源于水泥水化反應(yīng)過程中所釋放的水化熱，在混凝土表面由于熱量散發(fā)較混凝土內(nèi)部快，因而在混凝土表面和內(nèi)部形成一個(gè)溫度梯度，產(chǎn)生溫差，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫，此類裂縫寬度一般情況下不會(huì)超過0.3mm，但若施工過程中控制不當(dāng)，溫差過大，有時(shí)局部也會(huì)超過0.3mm。另一類溫差裂縫并不是開裂混凝土本身內(nèi)部有溫度差引起的，而是出于整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)中局部混凝土構(gòu)件受環(huán)境溫度的變化，通過熱脹冷縮效應(yīng)，對與其相關(guān)的構(gòu)件產(chǎn)生拉應(yīng)力。

3、沉陷（塑性）收縮裂縫的成因。塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬兩端細(xì)且長短不一、互不連貫狀態(tài)。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋夯炷猎诮K凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混攝土剛剛終凝而強(qiáng)度度小時(shí)．受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快．造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂

（二）化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫

堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫?；炷涟韬秃髸?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)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)使用期間。一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救，因此應(yīng)在施工中采取有效措越進(jìn)行預(yù)防。

（三）混凝土結(jié)構(gòu)受力裂縫

結(jié)構(gòu)受荷后產(chǎn)生裂縫的因素很多，施工中和使用都可能出現(xiàn)裂縫。例如早期受震、拆模過早或方法不當(dāng)、構(gòu)件堆放、運(yùn)輸、吊裝時(shí)的墊塊或吊點(diǎn)位置不當(dāng)、施工超載、張拉應(yīng)力值過大等均可能產(chǎn)生裂縫。而最常見的是鋼筋混凝土梁、板等受彎構(gòu)件，在使用荷載作用下往往出現(xiàn)不同程度的裂縫。

（四）施工工藝及流程造成的裂縫

1、施工不當(dāng)造成的裂縫?；炷潦┕み^程中由于施工不當(dāng)、模板支撐下沉，或過早除梁板底模和支撐等形成的裂縫；施工控制不嚴(yán)，由于施工荷載過大而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

2、在施工中，不規(guī)范的澆搗過程對裂縫產(chǎn)生也有直接影響。振搗時(shí)間過短，或振搗不到位，混凝土都無法達(dá)到密實(shí)狀態(tài)；而如果振搗時(shí)間過長，石子下沉上面砂漿偏多，該處水泥較多，干縮變形也就較大，收縮不均勻也容易產(chǎn)生裂縫。

3、模板、墊層過于干燥。模板、墊層在澆筑混凝上之間灑水不夠，過于干燥，則模板吸水過大，引起混凝土的塑性收縮，產(chǎn)生裂縫。

4、抹干壓光造成的裂縫。過度的抹平壓光會(huì)使混凝土的細(xì)骨料過多地浮到表面，形成含水量很大的水泥漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣，引起表面體積碳水化收縮，導(dǎo)致混凝土板表面龜裂

二、混凝土裂縫的預(yù)防措

（一）嚴(yán)格控制混凝土施工配合比

根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和質(zhì)量檢驗(yàn)以及混凝土和易性的要求確定配合比。嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量。選擇級(jí)配良好的石子，減小空隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土抗裂強(qiáng)度。

（二）嚴(yán)格控制混凝土的溫度應(yīng)力

溫度應(yīng)力是產(chǎn)生溫度裂縫的根本原因，一般將內(nèi)外溫差控制在20~25℃范圍內(nèi)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。在保證混凝土強(qiáng)度的條件下，盡量減少水泥用量和每立方米混凝土的用水量；盡量降低混凝土的入模溫度，規(guī)范要求混凝土的澆筑溫度不宜超過28℃，故在氣溫較高時(shí)，可在砂石堆場、運(yùn)輸設(shè)備上搭設(shè)簡易遮陽裝置，采用低溫水或冰水拌制混凝土。

（三）做好裂縫計(jì)算

設(shè)計(jì)單位除對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行常規(guī)計(jì)算以外，還應(yīng)考慮現(xiàn)場的實(shí)際施工狀況，對容易產(chǎn)生裂縫的部位進(jìn)行裂縫計(jì)算，同時(shí)選擇合理的混凝土強(qiáng)度等級(jí)和配筋，如對樓板配筋改成細(xì)密型的，采用上下雙層雙向配筋，在柱支座處增加鋼筋網(wǎng)片等等。

三、結(jié)束語

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的危害是巨大的,它將直接影響工程的質(zhì)量、安全、使用功能和觀瞻，加速內(nèi)部鋼筋的銹蝕，影響結(jié)構(gòu)的耐久性、安全使用年限,給人們的生活帶來潛在的危害。因此《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》J GJ / T10 - 95、《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》GB50164 - 92、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204 - 2002等標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范中都對其有詳細(xì)而嚴(yán)格的要求。我們必須高度重視，在工程實(shí)踐中以預(yù)防控制為主,若結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫要認(rèn)真分析原因,并采取相應(yīng)的措施加以妥善處理。

作者簡介：（杜洋，性別男，民族漢）