李檬

[摘 要]大體積混凝土開裂后，其性能與原狀混凝土性能相差很大，嚴重影響結構的長期安全和耐久運行。本文分析了混凝土結構裂縫產(chǎn)生的機理和原因，從各個環(huán)節(jié)提出了預防裂縫的綜合措施，以保證混凝土質(zhì)量，減少裂縫的發(fā)生。

[關鍵詞]混凝土；結構裂縫；成因；防治措施

中圖分類號：TV354 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）03-0168-01

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，是多相復合材料。澆筑混凝土時的泌水作用會引起收縮，硬化過程中由于水泥漿水化造成的化學干縮和收縮受到骨料的限制，會在不同層次的界面引起破壞。故裂縫是混凝土結構的一種材料特性，其是絕對性的，沒有裂縫是相對的。裂縫初期稱為微型裂縫，其對混凝土結構不構成危害，但是在受到溫度及外力的作用下，微型裂縫會不斷的連通、擴展，最終形成對混凝土結構產(chǎn)生危害的宏觀裂縫，也就是我們常說的裂縫。

一、混凝土結構裂縫的成因

大量研究和工程實踐經(jīng)驗表明，混凝土結構物的裂縫是不可避免的。以下主要對裂縫的種類及成因進行論述。

產(chǎn)生裂縫的原因很多而且復雜，既有設計因素，又有使用不當和施工質(zhì)量方面的問題。如何準確地區(qū)分裂縫的種類及形成的原因，勢必需要全面地掌握相關的判斷方法，由現(xiàn)象推測到本質(zhì)，從產(chǎn)生的根源著手，才能正確而合理地進行解決裂縫問題，處理好現(xiàn)場狀況。

1.溫度裂縫

在混凝土澆筑時，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)生溫度應力，當溫度應力大于混凝土自身抗拉強度時就會產(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.結構平立面嚴重不規(guī)則引起的裂縫

出于藝術造型及功能需要，加上消費群體對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層、躍層及復式戶型，在公共建筑方面，下部大底盤上部急劇收進的樣式，多塔樓高低相差懸殊的建筑也層出不窮。對結構而言，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)心和剛心嚴重偏離。從而在水平的風荷載和地震作用下，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力集中產(chǎn)生裂縫。

3.塑性裂縫

混凝土澆筑后，由于沒有及時覆蓋，受風吹日曬等環(huán)境影響，表面水分蒸發(fā)速度過快，體積急劇收縮，而此時混凝土強度較低，從而產(chǎn)生塑性裂縫。一般出現(xiàn)在澆筑后4至6小時。

4.凍脹引起的裂縫

大氣氣溫下降到0℃以下，吸水飽和的混凝土會發(fā)生凍脹現(xiàn)象，混凝土中的游離水結冰而體積增大9%，因而混凝土產(chǎn)生膨脹應力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水，在微觀結構中轉(zhuǎn)移和重分布致使引起滲透壓，造成混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現(xiàn)。冬季施工時預應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)生拉應力。在這種作用大于混凝土自身抗拉強度時就會產(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，在樓面混凝土強度規(guī)定值未達到標準時，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所需要的模板、鋼筋、施工設備，在大開間樓面大量堆放或者堆放不均勻，引起樓板開裂。

二、混凝土結構裂縫的防治措施

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)生的拉應力，提高混凝土相應齡期的抗拉強度和極限拉伸，以確?？沽寻踩纫?。控制混凝土裂縫，必須從混凝土產(chǎn)生裂縫的幾個主要原因入手，才能有效地將裂縫控制在允許范圍內(nèi)。一般分為設計階段和施工階段。設計階段由設計人員對鋼筋的品種、混凝土強度等級、規(guī)格等統(tǒng)籌設計，有效進行裂縫控制。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、加強混凝土中的配筋率、設置施工縫或變形縫等措施來減少混凝土的收縮，防止混凝土產(chǎn)生有害裂縫。

1.嚴格控制混凝土材料的選用

水泥應先用水化熱較低的水泥，安全性不合格的水泥嚴禁使用。粗骨料宜選用表面粗糙，質(zhì)地堅硬的石料?？障堵市。壟淞己?，有害物質(zhì)及粘土含量不超規(guī)定，無堿性反應。細骨料宜用空隙較小，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.合理設計施工配合比

合理設計配合比是有效控制和預防混凝土裂縫發(fā)生的基礎。應根據(jù)工程所處條件，水灰比、對砂率、水泥用量及摻合料用量等進行優(yōu)化設計，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度，減少每立方米混凝土中水泥用量。

2）砂率的選擇?；炷恋母稍锸湛s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，而且由于粗骨料對收縮的約束作用，可減少開裂的可能。施工中盡量選用粒徑較大，級配良好的粗骨料，在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中，摻總量不超過20%的大石塊，減少混凝土的用量，以達到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。

3）采用混凝土雙摻技術，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。通過采用雙摻技術，減少水泥用量，降低水化熱并使混凝土在常溫下延長初凝時間。

3.模板工程要嚴格按照規(guī)格操作

模板構造要合理，防止模板各構件間的變形不同，而導致混凝土裂縫，模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載作用下，模板變形過大而造成開合，合理掌握拆模時機，拆模時間不能過早，應保證早齡期混凝土不受損壞或造成開裂，但也不能太晚，不要錯過混凝土水化熱峰值，即不要錯過最佳養(yǎng)護時機。

4.加強地基的檢查與驗收

基坑開挖后應及時通知勘察及設計單位到場驗收。對較復雜的地基，設計方在基坑開挖后應要求補探，當探出有不利地質(zhì)情況時，必須先對地基加固處理，并驗收合格后，方可進行下一步施工。開挖基槽時，要注意不擾動原狀結構。合理安排施工順序，當相鄰建筑物間距較近時，應先施工較深的基礎，以防止基坑開挖破壞已建基礎的地基。當建筑物各部分荷載相差較大時，一般應先施工重、高部分、后施工輕、低部分。

5.嚴格控制混凝土澆筑工藝

嚴格撐握水灰比，混凝土極限拉伸值隨水灰比增大而降低，并且混凝土強度降低，收縮增大。加強振搗，改善混凝土的密實性。混凝土澆筑時要防止出現(xiàn)離析現(xiàn)象，振搗應均勻適度。加強混凝土的早期養(yǎng)護，并適當延長養(yǎng)護時間。在氣溫高、濕度低或風速大的條件下，更應及早進行噴水養(yǎng)護。當澆水養(yǎng)護有困難，或者不能保證其充分濕潤時，應及時采用覆蓋保溫材料等有效方法。

6.嚴格控制鋼筋的配置

鋼筋的配置要嚴格按圖紙要求施工。鋼筋的品種、規(guī)格、數(shù)量的改變、代用必須考慮對構件抗裂性能的影響，并經(jīng)過按要求的報批。鋼筋配置的位置要正確，符合圖紙要求，保護層過大或過小，都可能導致混凝土裂縫、開裂；鋼筋間距過大，容易引起鋼筋之間的混凝土開裂。

結語

混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。在工程實踐中，應根據(jù)裂縫的不同特點采用不同的應對控制措施從源頭上將裂縫的出現(xiàn)和危害降低到最小，后期使用中通過合理有效的處理方法將無法避免的裂縫彌補到不影響結構安全和建筑美觀、使用的程度，以延長建筑的使用壽命，保證結構安全可靠的正常使用。

參考文獻

[1] 論大體積混凝土施工技術的應用[J].段宗林，吳彪.中國住宅設施.2010（02）.

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