淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及控制措施

【摘要】本文介紹了混凝土裂縫類型及成因，闡述了干縮及塑性收縮裂縫、溫度和沉陷裂縫及其他裂縫的預(yù)防措施，提出3種常用的裂縫處理方法。

【關(guān)鍵詞】建筑工程混凝土裂縫

Abstract： This paper introduces the types and causes of cracks in concrete， expounds the dry shrinkage and plastic shrinkage cracks， temperature cracks and settlement cracks and other preventive measures， proposed the crack treatment methods of 3 kinds of.

Key words： construction engineering concrete construction technology.

一、施工期間出現(xiàn)的裂縫

1、塑性收縮裂縫

大多發(fā)生在混凝土初凝后、終凝前。此裂縫容易產(chǎn)生在新澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)表面，長短不一且形狀規(guī)則，相互不連貫，裂縫較淺。在氣溫高、風(fēng)速大，氣候干燥的環(huán)境下容易出現(xiàn)。

2、干燥收縮裂縫

此類型裂縫常發(fā)生在混凝土澆注一段時間后，且容易在薄壁混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)。嚴(yán)重時該裂縫會由表向里，由小到大逐漸向結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)展，形成貫穿裂縫。

3、沉降收縮裂縫

沉降收縮裂縫多在混凝土澆筑后產(chǎn)生，硬化后停止。裂縫呈菱形，寬度1mm至4mm，深度不大，一般延伸至鋼筋上表面為止。該裂縫多出現(xiàn)在沿結(jié)構(gòu)上表面鋼筋通長方向或箍筋上，也常在預(yù)埋件的周圍出現(xiàn)。

4、溫度裂縫

常在混凝土澆注后的硬化過程中發(fā)生，裂縫寬度易受溫度變化影響，夏季較細(xì)，冬季較寬。

5、其他一些施工原因產(chǎn)生的裂縫，如混凝土攪拌、運輸、澆注、振搗等工序的疏漏缺陷導(dǎo)致的裂縫，以及模板構(gòu)造不當(dāng)、拆模時間過早或方法不當(dāng)，現(xiàn)場建材的堆放和鋼筋綁扎不當(dāng)，水電預(yù)埋管細(xì)部處理不當(dāng)?shù)榷伎赡墚a(chǎn)生混凝土裂縫。

二 上述裂縫的產(chǎn)生原因

1、收縮裂縫產(chǎn)生的原因

濕度變化引起收縮裂縫，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)過澆注成型、凝結(jié)硬化形成的人工石材。在施工中，為確保其和易性，通常加水量是水泥水化作用所需水分的4至5倍。多出的這些水分會以游離形態(tài)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(xì)孔、空隙甚至孔洞，使混凝土體積收縮。另外，混凝土硬化過程中碳化作用和水化作用也會引起混凝土體積收縮。

2、溫度裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土內(nèi)外溫差或季節(jié)氣溫變化過大是造成溫度裂縫的重要因素。表面溫度裂縫常發(fā)生在施工過程中，寬度受溫度變化影響較明顯，冬季較寬，夏季較細(xì)。表面溫度裂縫走向無規(guī)律性，大面積結(jié)構(gòu)溫度裂縫常縱橫交錯。

具體分析如下：表面溫度裂縫多由溫差較大引起。尤其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)部溫度不斷升高，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，會導(dǎo)致混凝土表面驟然的溫度變化而產(chǎn)生很大的降溫收縮，此時表面受到內(nèi)部混凝土的約束，會產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，而混凝土早期抗拉強(qiáng)度很低，因而出現(xiàn)裂縫。

3、沉陷裂縫產(chǎn)生的原因

沉陷裂縫走向與基礎(chǔ)沉陷情況有關(guān)，多屬進(jìn)深或貫穿性裂縫，在結(jié)構(gòu)的上部或者下部都可能出現(xiàn)，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，并與不均勻沉降值成比例。

主要成因分析如下：

（1）結(jié)構(gòu)的各部荷載懸殊，未作必要的加強(qiáng)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。

（2）結(jié)構(gòu)、構(gòu)件下面的地基軟硬不均，亦或存在松軟土，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)生不均勻的沉降，從而引起裂縫。

（3）冬季施工時模板支架支承在凍土層上，上部結(jié)構(gòu)未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度，地層化凍下沉，使結(jié)構(gòu)下垂或產(chǎn)生裂縫。

（4）模板剛度不足、支撐不牢，支撐間距過大或支撐在松軟土上，以及過早拆模，也會出現(xiàn)不均勻沉陷裂縫。

三、如何預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)

1、干縮及塑性收縮裂縫的預(yù)防措施

預(yù)防此種裂縫主要從以下兩方面入手：

（1）在設(shè)計方面

目前設(shè)計措施主要包括施工縫和后澆帶以及合理利用混凝土后期強(qiáng)度以減少水泥用量。施工縫和后澆帶主要是將長的、大的結(jié)構(gòu)混凝土分段澆筑，以減小其收縮長度和約束長度，同時利用已澆筑的層面進(jìn)行散熱，來降低混凝土的內(nèi)部溫度。

（2）施工方面預(yù)防措施

為了盡量避免和減少干縮及塑性收縮裂縫，在施工中應(yīng)注意以下幾點：

①做好溫度控制工作。一般要求混凝土澆筑時氣溫要低于30℃，夏天可以放寬到35℃，混凝土內(nèi)部溫度不宜超過60℃，且混凝土內(nèi)外溫差不宜超過20℃，可以采取一些比較合理的降溫措施。

②水泥用量和單位用水量要控制好，嚴(yán)格按設(shè)計中的配合比進(jìn)行施工，不能在澆筑過程中向混凝土中隨意加水。在滿足施工條件的基礎(chǔ)上，減少混凝土的坍落度，從而減少干燥收縮和塑性收縮裂縫。

③混凝土的振搗時間要適當(dāng)。振搗時間過長，則粗骨料會下沉造成結(jié)構(gòu)上表面砂漿富集，這種情況下如果沒有粗骨料約束，就極易產(chǎn)生塑性收縮裂縫；振搗時間過短，則混凝土的密實度不夠。

④做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，防止水分散失極為重要。保水最有效的方法是在混凝土澆筑后覆蓋塑料薄膜或噴灑養(yǎng)護(hù)。二次抹壓技術(shù)也是很好的方法，其做法是在混凝土初凝時間用水抹子在混凝土表面再全部抹壓一遍，等終凝后灑水養(yǎng)護(hù)并覆蓋塑料膜保持濕潤。這種方法能及時消除混凝土表面因塑性收縮而產(chǎn)生的微小裂縫，并使泌水孔道封閉，從而有效減少以后收縮裂縫的產(chǎn)生。

2、溫度裂縫的預(yù)防措施

防止溫度裂縫，可以從以下兩個方面著手：

（1）控制溫度

①改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加塑化劑或引氣劑來減少混凝土中的水泥用量；

②夏季澆筑混凝土?xí)r不要澆筑太厚，利用澆筑層面散熱；

③拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻來起到降低混凝土的澆筑溫度的作用；

④在混凝土中埋設(shè)水管，注入冷水降溫；

⑤在合理的時間進(jìn)行拆模，氣溫驟然下降時進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；

⑥在施工中長期且暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)時，應(yīng)在冬季采取保溫措施。

（2）改善約束條件

①進(jìn)行合理地分塊分縫；

②避免基礎(chǔ)起伏過大；

③合理的安排施工工序，避免側(cè)面長期暴露和過大的高差。

3、沉陷裂縫及其他裂縫的預(yù)防措施

（1） 支撐模板要牢固，確保整個支撐系統(tǒng)有足夠的剛度和承載力，并且地基要受力均勻，拆模時間應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行，不能過早。

（2）對軟硬地基、松軟土、填土地基應(yīng)進(jìn)行必要的夯實和加固。

（3）在各部分荷載懸殊的結(jié)構(gòu)上，增加適當(dāng)?shù)臉?gòu)造鋼筋，用來避免不均勻下沉，造成應(yīng)力集中而出現(xiàn)裂縫。

（4）作好施工場地周圍的排水措施，防止水管漏水或養(yǎng)護(hù)水浸泡地基。

（5）在凍脹性土層上不應(yīng)支承模板支架，如確實不可避免，則應(yīng)做好排水并加墊板，覆蓋好保溫材料。

參考文獻(xiàn)：

[1]張靜. 混凝土工程施工質(zhì)量控制措施分析《科技促進(jìn)發(fā)展》2010.2

[2]GB50666-2011《混凝土施工技術(shù)規(guī)范》