淺談混凝土裂縫成因與預(yù)防措施

　　「摘要」混凝土產(chǎn)生裂縫是建筑工程建設(shè)中普遍存在的現(xiàn)象，為了預(yù)防裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)合理選擇材料，合理選擇混凝土澆筑方案，在當(dāng)前施工中如何克服混凝土裂縫是一件非常重要的事，本文將對混凝土裂縫的成因進行分析，并提出預(yù)防措施。

　　「關(guān)鍵詞」混凝土,裂縫,原因,分析,預(yù)防

　　混凝土是土木工程中使用最廣泛、用量最多的一種混合材料，它具有許多優(yōu)點，但也存有一些弱點，如均勻性差、離散性大，容易產(chǎn)生裂縫，尤其以裂縫為突出。它是長期困擾著我們工程技術(shù)人員的問題。根據(jù)工程實踐，并經(jīng)長時間的觀察、總結(jié)，有以下幾點與大家探討：

　　一、混凝土裂縫的分類

　　混凝土裂縫是混凝土的一種常見現(xiàn)象和多發(fā)現(xiàn)象。裂縫絕大多數(shù)發(fā)生于施工階段，其原因復(fù)雜多變，為了分析其成因，試作如下大致分類：

　　外觀上的裂縫可分成微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。

　　微觀裂縫是指肉眼看不到的、混凝土內(nèi)部固有的一種裂縫，它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，比肉眼可見的宏觀裂縫多很多。這種混凝土本身固有的微觀裂縫，在荷載不超過設(shè)計規(guī)定的條件下，一般視為無害。用顯微鏡、X射線或超聲波探測儀等物理檢驗手段都可觀察出這種裂縫。另外一種最直接的方法就是用混凝土抗?jié)B檢測。

　　宏觀裂縫一般有以下幾種：

　　收縮裂縫：在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起混凝土收縮而產(chǎn)生的裂縫。多為規(guī)則的條狀，很少交叉。常發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處，往往與受力鋼筋平行。收縮裂縫多發(fā)生在大體積混凝土中，梁、板、柱等小塊體構(gòu)件，特別是預(yù)應(yīng)力構(gòu)件極少產(chǎn)生收縮裂縫。混凝土收縮裂縫危害較大，尤其是暴露在大氣中的構(gòu)筑物，影響更大。如不加以防止，可能會造成嚴重后果。

　　超載裂縫：混凝土構(gòu)件超荷載使用時，造成變形、失穩(wěn)或因疲勞等原因產(chǎn)生裂縫。一般均發(fā)生在構(gòu)件受彎矩最大的部位，成條狀，但分布不象收縮裂縫那樣均勻，擴展方向也相反，一般沿受力鋼筋垂直方向或斜向發(fā)展。產(chǎn)生超載裂縫的原因，往往是施工階段在構(gòu)件上不適當(dāng)?shù)厥┘邮┕ず奢d或者是上部建筑過早施工。另外，溫度應(yīng)力影響也是原因之一。

　　沉降裂縫：因地基差異沉降或構(gòu)件接合不良、剪應(yīng)力超過設(shè)計強度而產(chǎn)生的一種混凝土裂縫，多見于填土地基、樁基沉降不均勻的各種基礎(chǔ)與墻體。這種裂縫一般與地面垂直，或成30°至40°角方向發(fā)展，寬度因荷載大小而異，與沉降值成比例。沉降裂縫危害極大，并且極難處理。因此必須在設(shè)計上采取有效措施，施工、使用中也要加強觀測、監(jiān)視。

　　疏松裂縫：混凝土澆筑時因下料不均，致使混凝土材料離析，或因漏振、過振而產(chǎn)生的疏松狀態(tài)裂縫。如果它延續(xù)到混凝土表面，當(dāng)然容易發(fā)現(xiàn)，如果只產(chǎn)生在混凝土內(nèi)部，則不能直接表現(xiàn)出來。這種疏松帶長度不等，視下料或振搗情況而異。

　　宏觀裂縫寬度在0.05mm以上，并且認為寬度小于0.2至0.3mm的裂縫是無害的，但是這里必須有個前提，即裂縫不再擴展，為最終寬度。

　　二、裂縫的成因

　　混凝土裂縫成因很多，但可以主要歸納為以下幾點：

　�、呕炷�土的收縮

　　收縮是混凝土的一個主要特性，對混凝土的性能有很大影響。由于收縮而產(chǎn)生的微觀裂縫一旦發(fā)展，則有可能引起結(jié)構(gòu)物的開裂、變形甚至破壞。

　�、茰囟葢�(yīng)力

　　裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于聚積在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部溫度升高，而混凝土表面散熱快，形成較大的內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。混凝土固化的齡期很短，抗拉強度很低，表面拉應(yīng)力超過當(dāng)時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。表面裂縫易產(chǎn)生應(yīng)力集中，能促使裂縫進一步加大。

　　⑶配筋不足

　　實踐中觀察到，配筋間距大，配筋率小的混凝土結(jié)構(gòu)開裂多，無筋混凝土比有筋混凝土開裂多。

　�、然炷�土材料及配合比

　　1、原材料質(zhì)量引起的裂縫

　　混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。選擇骨料時，應(yīng)選用碎石、粗砂，盡量不用礫石、細砂，因前者比后者干縮率小。也不能用海砂，避免鋼筋銹蝕膨脹裂縫的發(fā)生。同時要選定骨料最佳級配方案，減少空隙率，使混凝土獲得最密實的體積。減小收縮裂縫的產(chǎn)生。

　　2、配合比設(shè)計不當(dāng)直接影響混凝土的抗拉強度，是造成混凝土開裂不可忽視的原因。單位用水量、水泥用量和含砂率越大，混凝土干縮率也越大。其中單位用水量影響最大。據(jù)有關(guān)資料介紹，水灰比由0.4增加到0.7時，混凝土干縮率增加50%。

　　⑸養(yǎng)護條件

　　養(yǎng)護是使混凝土正常硬化的重要手段。養(yǎng)護條件對裂縫的出現(xiàn)有著關(guān)鍵的影響。在標準養(yǎng)護條件下，混凝土硬化正常，不會開裂，但只適用于試塊或是工廠的預(yù)制件生產(chǎn)，現(xiàn)場施工中不可能擁有這種條件。但是必須注意到，現(xiàn)場混凝土養(yǎng)護越接近標準條件，混凝土開裂可能性就越小。

　�、适┕ひ�起的裂縫

　　混凝土振搗是混凝土產(chǎn)生裂縫的另一個原因。欠振會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)不嚴密，受力時容易破損，產(chǎn)生較大的裂縫；過振會導(dǎo)致混凝土中的水泥漿與骨料上下分離，浮漿很容易產(chǎn)生干縮裂縫。所以采用適當(dāng)?shù)恼駬v工藝非常關(guān)鍵�；炷�土養(yǎng)護工作不及時、不到位也容易產(chǎn)生干縮裂縫。

　　三、混凝土裂縫預(yù)防措施

　　根據(jù)混凝土裂縫成因，多采取適當(dāng)措施進行預(yù)防。也就是說采取以防為主的方法：

　　⑴設(shè)計

　　設(shè)計上要注意到那些容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等，應(yīng)考慮到由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié)，在設(shè)計中加以解決，嚴格遵守設(shè)計規(guī)范關(guān)于伸縮縫最大間距的規(guī)定。同時還應(yīng)注意滿足:《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010—2002)的要求:“位于氣候干燥地區(qū)、夏季炎熱且暴雨頻繁地區(qū)的結(jié)構(gòu)或經(jīng)常處于高溫作用下的結(jié)構(gòu)，可按照使用經(jīng)驗適當(dāng)減小伸縮縫間距”。

　　⑵施工

　　嚴格控制施工過程中的模板管理。模板及其支架必須有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，在振搗過程中派專人進行看模，防止松扣下沉現(xiàn)象發(fā)生；試塊強度達到設(shè)計允許值時方能拆模。鋼筋綁扎施工加強含有彎矩筋的管理。減小支撐的間距、確保板面負彎矩筋的保護層厚度。振搗易快插、慢拔；振搗時間過短，混凝土不均勻，時間過長，易導(dǎo)致嚴重浮漿，此類現(xiàn)象盡量避免。

　　⑶養(yǎng)護

　　養(yǎng)護是關(guān)鍵技術(shù)，使混凝土溫度慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程中的溫度梯度。以便減小溫度應(yīng)力，阻止裂縫的產(chǎn)生。常規(guī)養(yǎng)護方法是噴水，對一般混凝土結(jié)構(gòu)，減小表面收縮防止龜裂。大體積混凝土由于塊體內(nèi)外溫度不一致，強度增長不同，常常是在強度增長慢的表面開裂，其養(yǎng)護就不能只滿足于用常規(guī)方法。具體說，盡量晚拆模，避開外界氣候的影響，養(yǎng)護期應(yīng)以混凝土強度增長最快的階段為準，養(yǎng)護一般不少于15天或者更長些。

　　四、結(jié)論

　　裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的，由于它的出現(xiàn)會降低建筑物的抗?jié)B能力和承載能力，因此對混凝土的各類裂縫要區(qū)別對待，在施工中采取各種有效的措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和擴大，保證建筑物和構(gòu)件安全，避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。