混凝土裂縫的成因與控制

摘 要：裂縫是混凝土施工中最普遍的問題之一，作為一個(gè)普遍存在且較難避免的質(zhì)量通病，裂縫輕則影響構(gòu)造物的使用年限，重則危害結(jié)構(gòu)安全。本文從裂縫的分類及成因入手，結(jié)合施工中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)提出了裂縫的預(yù)防措施和處理技術(shù)。對施工中裂縫的控制有一定的控制作用。

關(guān)鍵詞：裂縫；成因；控制；措施

一、前言

高速公路在我國交通運(yùn)輸體系中占有重要地位，與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)。自1988年我國大陸首條高速公路滬嘉高速公路建成通車以來，經(jīng)過 20 多年的持續(xù)快速發(fā)展，我國高速公路通車總里程實(shí)現(xiàn)了歷史性跨越，截至2013年末，我國高速公路總里程達(dá)到10.44萬公里，僅次于美國位居世界第二位，近十年來年均增長率在10%以上，當(dāng)前的絕對增量依然強(qiáng)勁。

在2020年，中國將建成國家骨架公路網(wǎng)的時(shí)間規(guī)劃。該路網(wǎng)規(guī)劃的關(guān)鍵核心是通過高速公路網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)突出服務(wù)經(jīng)濟(jì)、強(qiáng)化高速公路對于國土開發(fā)、區(qū)域協(xié)調(diào)及對社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)作用，我國高速公路產(chǎn)業(yè)正面臨良好的發(fā)展態(tài)勢。

所以，我們對高速公路的質(zhì)量控制更為嚴(yán)格。構(gòu)造物的裂縫作為一個(gè)較難避免的質(zhì)量通病逐漸被大家重視。裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，有設(shè)計(jì)方面的原因，但更多的是施工過程的各種因素組合產(chǎn)生的，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人手。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。裂縫原因是設(shè)計(jì)、施工、材料、環(huán)境及管理等相互影響的綜合性問題，解決裂縫控制問題應(yīng)當(dāng)采取綜合方法。

二、裂縫的成因

（一）設(shè)計(jì)原因

1.設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。2.設(shè)計(jì)中對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫（偏心、應(yīng)力過大等）。 3.設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫。 4.設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。5.設(shè)計(jì)中采用的混凝土等級過高，造成用灰量過大，對收縮不利。6.菏載收縮，使用環(huán)境溫度變化，管線配置不當(dāng)，保護(hù)層厚度不足，抗溫度收縮配筋不足。 7.鋼筋錨固長度不滿足要求產(chǎn)生的裂縫。8.設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算簡圖與實(shí)際受力情況不符產(chǎn)生的裂縫。9.計(jì)算模型選擇時(shí)，考慮主要應(yīng)力，忽略次要應(yīng)力，而忽略部分的應(yīng)力導(dǎo)致。結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的裂縫。10.設(shè)計(jì)時(shí)未考慮施工方法，由此在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的裂縫。11.預(yù)制構(gòu)件連接部分的裂縫。

（二）施工原因

1.施工時(shí)，鋼筋位置擺放不正確，在結(jié)構(gòu)中引起的裂縫。2.模板支護(hù)不當(dāng)，在構(gòu)件中產(chǎn)生的裂縫。3.施工時(shí)，構(gòu)件未達(dá)到規(guī)定要求的強(qiáng)度便使其承受荷載而引起的裂縫。4.施工質(zhì)量達(dá)不到要求而引起的裂縫。

（三）材料原因

1.粗細(xì)集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。2.混凝土外加劑、摻和料的選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。3.水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。4.水泥等級及混凝土強(qiáng)度等級原因：水泥等級越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對混凝土開裂影響很大。混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。5.骨料和水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)容易引起裂縫。

（四）環(huán)境原因

1.由于工期原因，北方冬季施工時(shí)溫度的劇烈變化對混凝土表面的影響。2.夏季溫度過高，養(yǎng)生不及時(shí)導(dǎo)致的混凝土裂縫。3.由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻稱、過軟或回填土不實(shí)或者由于浸水，產(chǎn)生的地基不均勻沉降導(dǎo)致的混凝土裂縫。

三、裂縫的控制措施

（一）設(shè)計(jì)方面

在建筑設(shè)計(jì)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(shí)，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(shí)所采取的措施。

設(shè)計(jì)人員應(yīng)靈活地運(yùn)用‘抗一放’結(jié)合、或以‘抗’為主、或以‘放’為主的設(shè)計(jì)原則。來選擇結(jié)構(gòu)方案和使用的材料。

如因結(jié)構(gòu)或造型方面原因等而不得以時(shí)，應(yīng)充分考慮采用加強(qiáng)措施。

另外，設(shè)計(jì)人員要充分考慮到施工的可行性。

（二）施工方面

1.鋼筋位置擺放嚴(yán)格按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的進(jìn)行，有鋼筋骨架的部位更要控制好保護(hù)層的厚度。

2.模板支護(hù)、拼接結(jié)束后認(rèn)真檢查各接縫的平順度，不滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的應(yīng)進(jìn)行返工處理，確保拆模后混凝土表面的平整度。

3.構(gòu)件未達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度要前要對構(gòu)件進(jìn)行妥善的保護(hù)，避免受外力的磕碰及承壓。

4.施工時(shí)應(yīng)掌握正確的振搗方式，確保混凝土的密實(shí)程度，同時(shí)盡量避免過振。

5.加強(qiáng)養(yǎng)生，確保養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，盡量延遲干縮的發(fā)生。

（三）材料選擇

1.根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級及水泥品種、等級。

2.選用干縮值較小早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。

3.嚴(yán)格控制水灰比，摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量。

4.選用級配優(yōu)良的砂、石料，控制好原材的含泥量。

5.在進(jìn)行混凝土的配制過程中，骨料和水泥中都含有很多的化學(xué)元素，通常骨料多呈堿性，而水泥也具有很強(qiáng)的堿性，當(dāng)二者遇到水進(jìn)行混合配比時(shí)候，很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成一種新的堿性物質(zhì)，硅凝膠，具有很強(qiáng)的膨脹能力，由于硅凝膠的膨脹，很容易對構(gòu)造物表面造成破壞，進(jìn)而容易產(chǎn)生各種裂縫。

（四）環(huán)境方面

1.注意施工的季節(jié)，必要的時(shí)候采取恰當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施如蒸汽養(yǎng)生等。將溫度原因?qū)炷恋挠绊懡档阶畹汀?/p>

2.溫度過高和大風(fēng)的天氣時(shí)應(yīng)格外注意養(yǎng)生的質(zhì)量，避免塑性收縮裂縫的產(chǎn)生。同時(shí)要注意降低混凝土的入模溫度，盡量控制在25度左右，并及時(shí)對混凝土進(jìn)行覆蓋和養(yǎng)生。

3.對于沉陷裂縫的預(yù)防主要通過對地基的治理來完成，對于不良地基應(yīng)進(jìn)行有效的治理措施之后再進(jìn)行構(gòu)造物的施工。對于正常填料的地基，就應(yīng)該保證每層填料的壓實(shí)度。以確保上部的構(gòu)造物不發(fā)生沉降裂縫。

四、結(jié)語

裂縫是混凝土施工中最普遍的問題，它的存在會(huì)降低構(gòu)造物的抗?jié)B能力，引起混凝土碳化、鋼筋銹蝕影響構(gòu)造物的使用年限，危害結(jié)構(gòu)安全。但通過以上對裂縫的成因與控制的分析可知，嚴(yán)格按照有關(guān)的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范施工，會(huì)減少裂縫產(chǎn)生的可能性從而提高構(gòu)造物的質(zhì)量。

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