摘要:大體積混凝土開(kāi)裂后,其性能與原狀混凝土性能相差很大,嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期安全和耐久運(yùn)行。本文分析了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的機(jī)理和原因,從各個(gè)環(huán)節(jié)提出了預(yù)防裂縫的綜合措施,以保證混凝土質(zhì)量,減少裂縫的發(fā)生。 

關(guān)鍵詞:混凝土;結(jié)構(gòu)裂縫;成因;防治措施 
  普通混凝土是由砂、水泥、石材用水拌合硬化后形成的人工石材,是多相復(fù)合材料。澆筑混凝土?xí)r的泌水作用會(huì)引起收縮,硬化過(guò)程中由于水泥漿水化造成的化學(xué)干縮和收縮受到骨料的限制,會(huì)在不同層次的界面引起破壞。故裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)的一種材料特性,其是絕對(duì)性的,沒(méi)有裂縫是相對(duì)的。裂縫初期稱為微型裂縫,其對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)不構(gòu)成危害,但是在受到溫度及外力的作用下,微型裂縫會(huì)不斷的連通、擴(kuò)展,最終形成對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害的宏觀裂縫,也就是我們常說(shuō)的裂縫。 
  一、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因 
  大量研究和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,混凝土結(jié)構(gòu)物的裂縫是不可避免的。以下主要對(duì)裂縫的種類及成因進(jìn)行論述。 
  產(chǎn)生裂縫的原因很多而且復(fù)雜,既有設(shè)計(jì)因素,又有使用不當(dāng)和施工質(zhì)量方面的問(wèn)題。如何準(zhǔn)確地區(qū)分裂縫的種類及形成的原因,勢(shì)必需要全面地掌握相關(guān)的判斷方法,由現(xiàn)象推測(cè)到本質(zhì),從產(chǎn)生的根源著手,才能正確而合理地進(jìn)行解決裂縫問(wèn)題,處理好現(xiàn)場(chǎng)狀況。 
  1溫度裂縫 
  在混凝土澆筑時(shí),其環(huán)境溫度急劇變化,但其內(nèi)部溫度仍處于原狀態(tài),故熱脹冷縮使混凝土產(chǎn)生收縮和膨脹,在其他約束的影響下, 其內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力,當(dāng)溫度應(yīng)力大于混凝土自身抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫一般出現(xiàn)于混凝土澆筑后的5至20天。 
  2結(jié)構(gòu)平立面嚴(yán)重不規(guī)則引起的裂縫。 
  出于藝術(shù)造型及功能需要,加上消費(fèi)群體對(duì)建筑樣式及美觀的不斷追求,產(chǎn)生了各種各樣的建筑平、立面,在住宅建筑方面形成了錯(cuò)層、躍層及復(fù)式戶型,在公共建筑方面,下部大底盤上部急劇收進(jìn)的樣式,多塔樓高低相差懸殊的建筑也層出不窮。對(duì)結(jié)構(gòu)而言,這類建筑存在以下缺陷:①豎向剛度和質(zhì)量突變;②平面質(zhì)心和剛心嚴(yán)重偏離。從而在水平的風(fēng)荷載和地震作用下,在平面轉(zhuǎn)角部位、上下剛度或質(zhì)量突變的樓層樓面因應(yīng)力集中產(chǎn)生裂縫。 
  3塑性裂縫 
  混凝土澆筑后,由于沒(méi)有及時(shí)覆蓋,受風(fēng)吹日曬等環(huán)境影響,表面水分蒸發(fā)速度過(guò)快,體積急劇收縮,而此時(shí)混凝土強(qiáng)度較低,從而產(chǎn)生塑性裂縫。一般出現(xiàn)在澆筑后4至6小時(shí)。 
  4凍脹引起的裂縫。 
  大氣氣溫下降到0℃以下,吸水飽和的混凝土?xí)l(fā)生凍脹現(xiàn)象,混凝土中的游離水結(jié)冰而體積增大9%,因而混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力;同時(shí)混凝土凝膠孔中的過(guò)冷水,在微觀結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)移和重分布致使引起滲透壓,造成混凝土中膨脹力加大,混凝土強(qiáng)度降低,并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。冬季施工時(shí)預(yù)應(yīng)力孔道灌漿后若不采取保溫措施,也可能發(fā)生沿管道的凍脹裂縫。 
  5干縮裂縫 
  混凝土置于飽和空氣中因失水而引起體積收縮而產(chǎn)生變形,其表面產(chǎn)生干縮,而內(nèi)部混凝土干縮引起約束,使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。在這種作用大于混凝土自身抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫。干縮裂縫一般出現(xiàn)于混凝土澆筑后的1至3天。 
  6材料吊卸引起的裂縫。 
  因施工速度要求,在樓面混凝土強(qiáng)度規(guī)定值未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí),為了滿足工期要求,迅速向澆筑完24h左右的樓面堆加上一層施工時(shí)所需要的模板、鋼筋、施工設(shè)備,在大開(kāi)間樓面大量堆放或者堆放不均勻,引起樓板開(kāi)裂。 
  二、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的防治措施 
  裂縫控制原理是:非線性降溫降低與混凝土外約束和收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力,提高混凝土相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸,以確?沽寻踩纫蟆?刂苹炷亮芽p,必須從混凝土產(chǎn)生裂縫的幾個(gè)主要原因入手,才能有效地將裂縫控制在允許范圍內(nèi)。一般分為設(shè)計(jì)階段和施工階段。設(shè)計(jì)階段由設(shè)計(jì)人員對(duì)鋼筋的品種、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、規(guī)格等統(tǒng)籌設(shè)計(jì),有效進(jìn)行裂縫控制。施工階段采取降低水泥水化熱、加入外加劑改善混凝土性能、加強(qiáng)混凝土中的配筋率、設(shè)置施工縫或變形縫等措施來(lái)減少混凝土的收縮,防止混凝土產(chǎn)生有害裂縫。 
  1嚴(yán)格控制混凝土材料的選用 
  水泥應(yīng)先用水化熱較低的水泥,安全性不合格的水泥嚴(yán)禁使用。粗骨料宜選用表面粗糙,質(zhì)地堅(jiān)硬的石料?障堵市。(jí)配良好,有害物質(zhì)及粘土含量不超規(guī)定,無(wú)堿性反應(yīng)。細(xì)骨料宜用空隙較小,顆粒較粗,含泥量較低的中沙。外摻料宜采用減水劑等外加劑,以降低用水量,改善混凝土工作性能,減小收縮。 
  2合理設(shè)計(jì)施工配合比 
  合理設(shè)計(jì)配合比是有效控制和預(yù)防混凝土裂縫發(fā)生的基礎(chǔ)。應(yīng)根據(jù)工程所處條件,水灰比、對(duì)砂率、水泥用量及摻合料用量等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),選擇最優(yōu)方案。 
  1)選用中低水化熱水泥,可使水泥在拌和過(guò)程中水化熱釋放較小,顯著減少混凝土升溫,充分利用混凝土后期強(qiáng)度,減少每立方米混凝土中水泥用量。 
  2)砂率的選擇。混凝土的干燥收縮隨砂率的增大而增大。由于砂率減小使粗骨料含量增大,在相同條件下混凝土的彈性模量較高,收縮量較小,而且由于粗骨料對(duì)收縮的約束作用,可減少開(kāi)裂的可能。施工中盡量選用粒徑較大,級(jí)配良好的粗骨料,在厚大無(wú)筋或少筋的大體積混凝土中,摻總量不超過(guò)20%的大石塊,減少混凝土的用量,以達(dá)到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。 
  3)采用混凝土雙摻技術(shù),即在混凝土中加入優(yōu)質(zhì)粉煤灰,摻入量一般為水泥用量的20%左右,摻入緩凝型減水劑,用量為水泥用量的 1.0%左右。通過(guò)采用雙摻技術(shù),減少水泥用量,降低水化熱并使混凝土在常溫下延長(zhǎng)初凝時(shí)間。 
  3模板工程要嚴(yán)格按照規(guī)格操作 
  模板構(gòu)造要合理,防止模板各構(gòu)件間的變形不同,而導(dǎo)致混凝土裂縫,模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載作用下,模板變形過(guò)大而造成開(kāi)合,合理掌握拆模時(shí)機(jī),拆模時(shí)間不能過(guò)早,應(yīng)保證早齡期混凝土不受損壞或造成開(kāi)裂,但也不能太晚,不要錯(cuò)過(guò)混凝土水化熱峰值,即不要錯(cuò)過(guò)最佳養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)。 
  4加強(qiáng)地基的檢查與驗(yàn)收 
  基坑開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)通知勘察及設(shè)計(jì)單位到場(chǎng)驗(yàn)收。對(duì)較復(fù)雜的地基,設(shè)計(jì)方在基坑開(kāi)挖后應(yīng)要求補(bǔ)探,當(dāng)探出有不利地質(zhì)情況時(shí),必須先對(duì)地基加固處理,并驗(yàn)收合格后,方可進(jìn)行下一步施工。開(kāi)挖基槽時(shí),要注意不擾動(dòng)原狀結(jié)構(gòu)。合理安排施工順序,當(dāng)相鄰建筑物間距較近時(shí),應(yīng)先施工較深的基礎(chǔ),以防止基坑開(kāi)挖破壞已建基礎(chǔ)的地基。當(dāng)建筑物各部分荷載相差較大時(shí),一般應(yīng)先施工重、高部分、后施工輕、低部分。 
  5嚴(yán)格控制混凝土澆筑工藝 
  嚴(yán)格撐握水灰比,混凝土極限拉伸值隨水灰比增大而降低,并且混凝土強(qiáng)度降低,收縮增大。加強(qiáng)振搗,改善混凝土的密實(shí)性;炷翝仓䲡r(shí)要防止出現(xiàn)離析現(xiàn)象,振搗應(yīng)均勻適度。加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的條件下,更應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。當(dāng)澆水養(yǎng)護(hù)有困難,或者不能保證其充分濕潤(rùn)時(shí),應(yīng)及時(shí)采用覆蓋保溫材料等有效方法。 
  6嚴(yán)格控制鋼筋的配置 
  鋼筋的配置要嚴(yán)格按圖紙要求施工。鋼筋的品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用必須考慮對(duì)構(gòu)件抗裂性能的影響,并經(jīng)過(guò)按要求的報(bào)批。鋼筋配置的位置要正確,符合圖紙要求,保護(hù)層過(guò)大或過(guò)小,都可能導(dǎo)致混凝土裂縫、開(kāi)裂;鋼筋間距過(guò)大,容易引起鋼筋之間的混凝土開(kāi)裂。 
  結(jié)語(yǔ) 
  混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。在工程實(shí)踐中,應(yīng)根據(jù)裂縫的不同特點(diǎn)采用不同的應(yīng)對(duì)控制措施從源頭上將裂縫的出現(xiàn)和危害降低到最小,后期使用中通過(guò)合理有效的處理方法將無(wú)法避免的裂縫彌補(bǔ)到不影響結(jié)構(gòu)安全和建筑美觀、使用的程度,以延長(zhǎng)建筑的使用壽命,保證結(jié)構(gòu)安全可靠的正常使用。