淺談混凝土裂縫的成因與控制

信心

【摘要】混凝土裂縫是一個普遍存在而又難于解決的工程實際問題。本文從設計、材料、配合比、施工現場養護等各方面對混凝土工程中常見裂縫的成因進行了分析探討。針對混凝土裂縫產生的原因，在混凝土結構設計、混凝土材料選擇、配合比設計、以及養護等方面提出了控制裂縫發展的措施。

【關鍵詞】混凝土；裂縫；成因；控制；措施

1、前言

混凝土結構工程的裂縫，是一個帶有普通性被工程界很為關注的問題。有些裂縫的繼續擴展可能會危及結構安全，因為結構的最終破壞往往是從裂縫開始的，成為結構破壞的先兆，這主要是指荷載產生的裂縫：有些裂縫的出現造成工程滲漏，影響正常使用，使鋼筋銹蝕，保護層剝落，降低混凝土強度，嚴重損害工程耐久性，縮短工程使用壽命，這主要是指變形產生的裂縫；還有耦合作用下的裂縫和堿骨料反應膨脹應力引起的裂縫及凍融循環引起的裂縫。由于產生裂縫的微觀機理與宏觀機理的復雜性、隨機性、動態變化性，它一直是困擾工程管理人員一個技術難題。

2、混凝土裂縫形成的原因

裂縫產生的形式和種類很多，有設計方面的原因，但更多的是施工過程的各種因素組合產生的，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入手。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生的最有效的途徑。裂縫原因是設計、施工、材料、環境及管理等相互影響的綜合性問題，解決裂縫控制問題應當采取綜合方法。

2.1設計原因

1.設計結構中的斷面突變而產生的應力集中所產生的構件裂縫。

2.設計中對構件施加預應力不當，造成構件的裂縫（偏心、應力過大等）。

3.設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫（如墻板、樓板）。

4.設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形。

5.設計中采用的混凝土等級過高，造成用灰量過大，對收縮不利。

2.2混凝土配合比設計原因

1.設計中水泥等級或品種選用不當。

2.配合比中水灰比過大。

3.單方水泥用量越大、用水量越高，表現為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。

4.配合比設計中砂率、水灰比選擇不當造成混凝土和易性偏差，導致混凝土離淅、泌水、保水性不良，增加收縮值。

5.配合比設計中混凝土膨脹劑摻量選擇不當。

2.3施工原因

1.粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導裂縫的產生。

2.骨料粒徑越細、針片含量越大，收縮量增大。

3.混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當，嚴重增加混凝土收縮。

4.水泥等級及混凝土強度等級原因：水泥等級越高、細度越細、對混凝土開裂影響越大。混凝土設計強度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。

2.4現場養護原因

1.現場振搗搗混凝土時，振搗或插入方法不當，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導裂縫的產生。

2.拌和不均勻，攪拌時間不足、拌和后到澆筑時間間隔過長，易產生裂縫。

3.連續澆筑時間過長，接茬處理不當，易產生裂縫。

4.高空澆注混凝土，風速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。

5.對樓板，缺少二次壓面，易產生泌水裂縫。

6.對大體積混凝土工程，缺少二次壓面，易產生表面收縮裂縫。

7.大體積混凝土澆筑，現場混凝土降溫及保溫工作不到位，易混凝土產生溫度裂縫。

8.現場養護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

9.現場模板拆除過早，易引起拆模裂縫。

2.5使用原因（外界因素）

1.建筑物基礎不均勻沉降，產生沉降裂縫。

2.野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫。

3.周圍環境影響，酸、堿、鹽等對構筑物的侵蝕，引起裂縫。

4.意外事件，火災、輕度地震等引起構筑物的裂縫。

5.使用中短期或長期超載。

6.結構構件各區域溫度、濕度差異過大。

3、混凝土裂縫的控制措施

3.1設計方面

3.1.1設計人員應靈活地運用‘抗放結合、或以‘抗為主、或以‘放為主的設計原則，來選擇結構方案和使用的材料。

3.1.2盡量避免結構斷面突變帶來應力集中

3.1.3采用補償收縮混凝土技術

3.1.4重視構造鋼筋

3.2材料選擇

1.根據結構的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早強高的水泥。

2.選用級配優良的砂、石原材料，含泥量應符合規范要求。

3.積極采用摻合料和混凝土外加劑。

4.正確掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法。

3.3混凝土配合比設計

1.混凝土配合比除應按《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55的規定，根據要求的強度等級、抗滲等級、耐久性及工作性等進行配合比設計。

2.干縮率。混凝土90d的干縮率易小于0.06%。

3.坍落度。盡量采用較小的混凝土坍落度。

4.用水量。不宜大于170kg/m3。

5.水泥用量。普通強度等級的混凝土宜為270-450千克每立方米，高強混凝土不宜大于550千克每立方米。

6.水灰比。混凝土水灰比不得大于0.60。

7.砂率。應采用較小的砂率。

8.宜采用引氣劑或引氣減水劑。

3.4施工方面

3.4.1模板的安裝及拆除

模板及其支架應根據工程結構形式、荷載大小、地基土類別、施工程序、施工工具和材料供應等條件進行設計。模板及其支架應具有足夠的承載能力、剛度和穩定性，能可靠地承受澆筑混凝土的自重、側壓力、施工過程中產生的荷載，以及上層結構施工時產生的荷載。

3.4.2混凝土的制備

應優先采用預拌混凝土，其質量應符合《預拌混凝土》GB/T14902的規定進行外，對品質、種類相同的混凝土，原則上要在同一預拌混凝土廠訂貨。

3.4.3混凝土的運輸

運輸混凝土時，應能保持混凝土拌和物的均勻性，不應產生分層離析現象，運送容器應不漏漿，內壁光滑平整，具有防曬、防風、防雨雪、防寒設施，并宜快速運輸。運送頻率，應保證混凝土施工的連續性。

3.4.4混凝土的養護

養護是防止混凝土產生裂縫的重要措施，必須充分重視，并制定養護方案，派專人養護工作。

3.5管理方面

應當確定科學的控制裂縫標準，合理的選擇施工進度，避免在混凝土施工中過分搶工期，監督混凝土施工中制定的各項技術措施，必須嚴格執行。

3.6環境方面

注意施工的季節，環境的溫濕度及氣象變化對混凝土變形性能的影響，嚴格控制現場坍落度、防風、及時和氣象站保持緊密聯系，應當盡可能在較低的溫度環境中開始澆灌混凝土，中間特別注意急劇降溫、急劇干燥對混凝土的不利影響，暴雨中不能澆灌混凝土。

4、混凝土裂縫的處理方法

主要有表面處理法、填充法、灌漿法、結構補強法、混凝土置換法、電化學防護法、仿生自愈合法。

結語：

裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展，保證建筑物和構件安全、穩定地工作。