淺談混凝土結構裂縫成因及控制措施

沈小峰

摘 要： 近年來，混凝土在現代城市建設中得到了廣泛的應用。而建筑物的鋼筋混凝土結構的裂縫不僅僅會影響建筑的美觀，還會給建筑物的質量和穩定性造成很大的影響。本文主要探討鋼筋混凝土結構的裂縫的成因以及控制措施。

關鍵詞： 混凝土結構；裂縫；控制

混凝土在現代城市建設中已經得到了廣泛的應用，是一種非常常見的結構材料。隨著這類材料應用的普及，對其的研究也在不斷深入。在混凝土結構工程中，混凝土裂縫會影響到結構的耐久性和整體性，也會影響結構的美觀，當裂縫發展到一定寬度的時候，甚至會影響到結構安全，所以裂縫的問題一直備受人們的關注。經過大量的科學研究和實踐都證明，混凝土結構裂縫的出現是無法避免的，但是我們可以通過科學技術手段，盡量將裂縫的危害控制在允許范圍內。

一、混凝土裂縫的分類

混凝土結構產生裂縫是一個相當普遍的現象，從結構的受力及承載力的角度對裂縫進行劃分，可分為結構性裂縫和非結構性裂縫兩大類。

1.結構性裂縫：由外部荷載引起的裂縫，與結構所受荷載相對應，反應出的是混凝土結構構件的承載力不足，這類的裂縫稱為結構性裂縫。其主要形式有：

1.1施工原因導致的裂縫：

1.1.1施工時原材料不合格導致的裂縫。

1.1.2施工質量不達標導致的裂縫。

1.1.3施工中鋼筋綁扎不合格導致的裂縫。

1.1.4模板腳手架質量不合格導致的裂縫。

1.2使用不當導致的裂縫：

1.2.1改變建筑物使用功能導致的裂縫

1.2.2偶然荷載導致的裂縫

1.2.3安全事故導致的裂縫。

1.3設計原因導致的裂縫

1.3.1構件剛度不夠導致的裂縫

1.3.2鋼筋錨固長度不符合要求導致的裂縫

1.3.3計算模型選取不當導致的裂縫

1.3.4計算簡圖與實際受力不同導致的裂縫。

2.非結構性裂縫

非結構性裂縫的成因較復雜，在混凝土裂縫中占了絕大多數，其中以收縮性裂縫為主，工程中比較常見的非結構性裂縫主要形式有：

2.1沉降裂縫

地基基礎承載上部結構的荷載作用，當地基基礎承載力不均勻或地基承載力均勻但建筑物建成后各不同部位荷載差縫，稱為沉降裂縫。這種裂縫多為貫穿的，其位置與沉降方向一致。

2.2收縮裂縫

收縮裂縫是由濕度變化引起的，它是混凝土非結構性裂縫中的主要部分。根據收縮裂縫的形成機理與形成時間的不同，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，還有自身收縮裂縫和碳化收縮裂縫等。

2.3溫度裂縫

混凝土受溫度變化產生熱脹冷縮，如果混凝土內外溫差或季節氣溫變化過大，在混凝土結構內部產生溫度應力，當溫度應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會產生裂縫，這種裂縫為溫度裂縫。溫度裂縫常出現在我國北方地區的建筑物中。

二、混凝土結構裂縫的成因

混凝土工程裂縫，有些通過優秀的設計、混凝土砂石骨料、外加劑優選和級配優化以及精心施工即可避免，如堿骨料反應、含量超標等引起的化學反應、不均勻沉陷等引起的裂縫。但混凝土工程最常見和經常發生的是混凝土的干縮和溫度升降變化引起溫度變形應力而產生的裂縫。水泥石或混凝土的干燥過程，是其所含水轉變為蒸氣的蒸發過程，水泥石內可蒸發水存在于大孔隙、毛細孔及凝膠孔中，干燥過程首先是大孔隙的水蒸發，隨后是毛細孔水蒸發，由粗孔到細孔到更細孔，脫水依次減少，而收縮量且依次增大在強烈干燥下，凝膠孔里的吸附水也能分解蒸發并引起收縮，毛細孔經愈細小，可引起的蒸發的相對濕度愈低，當前國內外研究表明，影響混凝土工程干縮的重要因素是混凝土的含水量、水灰比、水化度水化齡期、環境濕度，其次是骨料特性與含量、含砂率、坍落度、工程的裸露程度或形狀尺寸、施工質量以及環境氣象條件等均直接間接地產生影響。著者研究結果表明，影響混凝土干縮最重要的因素，是水泥的制造工藝、原材料、化學成分，還有水泥水化后水泥石的微觀結構，包括孔隙率、孔徑大小，孔隙級配、分布等。國外研究成果僅可將混凝土干縮率縮小一倍以內，我國的研究成果則可將干縮率減小十倍。為了降低因水泥水化熱引起的溫升，通常可采用降低原材料的溫度、選擇較低的環境溫度施工、盡可能地增加散熱面積以及選用熱容量大、熱擴散速度快、熱傳導系數高的混凝土。

三、混凝土結構裂縫的預防措施

由于裂縫的產生是由材料的特性導致的，在混凝土結構中普遍存在且危害較大，所以，要對混凝土裂縫正確認識，并在施工中有針對性地實施各種有效的預防措施。下面詳細闡述混凝土結構中溫度裂縫的預防措施。

3.1一般結構預防措施

3.1.1在混凝土中摻減水劑，降低水灰比；砂、石含泥量控制在規定范圍內；科學選擇原材料（如石子等），合理設置配合比；按規范施工，分層澆筑，振搗到位，以提高混凝土的抗拉強度。

3.1.2在對待蒸汽養護結構構件時，要將升溫速度控制在15度/H以

3.1.3加強混凝土的養護和保溫，將結構與外界溫度梯度控制在25度/H以內。對澆筑后混凝土表面邊噴水邊監測，夏季氣溫高宜延長養護時間，以提高抗裂能力。冬季氣溫高宜延長保溫和脫模時間，使降溫緩慢，以防溫度突然變化，溫差過大引起裂縫。基礎部分最好早回填，做好保濕保溫工作，減少溫度收縮裂縫。

3.1.4面對結構薄弱部位及空洞四角、多孔板板面，宜采用設細溫度筋的方法，實行均勻分布，以提高極限拉伸值。

四、混凝土結構裂縫的處理技術

對于已經出現的裂縫通常采用以下的處理方法。

4.1表面處理法

針對于裂縫比較淺細的、沒有達到鋼筋表面的混凝土構件的可以用水泥砂漿或者是環氧樹脂表面涂刷的方法進行處理。而一旦表面裂縫貫通底部，并伴有漏水的情況，則可以采用在構件表面貼補防水片的方法進行處理。

4.2填充密實法

對于中寬等的裂縫一般做法：在裂縫地方鑿成凹槽，然后填充合適的材料進行修補。例如，裂縫的寬度小于0.3mm，選擇混凝土專用的封堵材料進行填充。

4.3壓力灌漿法

這種方法一方面能夠修補面層，另一方面還能通過壓力將注射膠灌注到混凝土的內部的裂縫處，粘結封閉裂縫同時還有補強和加固的作用。這種方法由于處理效果好，目前被廣泛的使用。

4.4結構補強法

對于一些較大的裂縫，例如外荷載超過設計的承載范圍，由于地震、爆炸等因素造成的或者是由于鋼筋被腐蝕導致的裂縫，一般是使用結構補強法。

總而言之，工程結構中鋼筋混凝土裂縫的問題一直存在，因而對于鋼筋混凝土裂縫，應采用預防為主，各部門要合理的優化設計，利用現代科學技術完善施工工藝，提高施工的質量并加強對于混凝土建筑的養護，從而防治混凝土結構裂縫的出現。

參考文獻

[1]張德.淺談鋼筋混凝土結構裂縫的成因與處理方法[J].中小企業管理與科技，2010（21）：174.

[2]王海軍等.大體積混凝土溫度和收縮裂縫控制措施.山西建筑.2006.15

[3]彭圣浩，建筑工程質量通病防治手冊.北京：中國建筑工業出版社.

[4]現行建筑施工規范大全.第二版.北京：中國建筑工業出版社.

[5]王召鋼.鋼筋混凝土結構裂縫產生原因及預防[J].科技信息，2011（7）：282.