試論混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因分析及防治措施

李志榮

【摘 要】試驗(yàn)和工程實(shí)踐表明，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常都是帶裂縫工作的，只是有些裂縫細(xì)微，對(duì)結(jié)構(gòu)正常使用并無(wú)大礙，只需稍作處理便可。但有些裂縫則應(yīng)認(rèn)真分析其原因，并采取相應(yīng)的防治措施。

【關(guān)鍵詞】混凝土結(jié)構(gòu)裂縫；塑性收縮裂縫；溫差裂縫；混凝土養(yǎng)護(hù)

隨著商品混凝土的出現(xiàn)和蓬勃發(fā)展，由于它具有施工方便快捷、質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高，同時(shí)又可減少噪聲污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等綜合優(yōu)點(diǎn)，使商品混凝土生產(chǎn)和推廣應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。

但是，無(wú)數(shù)理論和工程實(shí)踐表明，鋼筋混凝土構(gòu)件基本上都是帶?。芽p）工作的，只是有些裂縫很細(xì)微，肉眼幾乎看不見(jiàn)（縫寬<0.3mm），它們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的使用并無(wú)大礙，可允許其存在為美觀，只需稍作涂刷處理便可；但是有些裂縫在使用荷載作用下，或在外界理化因素影響下，會(huì)不斷發(fā)展變寬，引起混凝土碳化，有的構(gòu)件混凝土保護(hù)層剝落及鋼筋外露生銹，使鋼筋混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度受到削弱，耐久性降低，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生垮塌事故，危及結(jié)構(gòu)的正常使用，對(duì)此，我們必須引起高度重視并嚴(yán)加控制。由此可見(jiàn)，研究混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因和防治措施是非常重要而迫切的。實(shí)際上，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因是復(fù)雜而多樣的，但每一條裂縫均有它產(chǎn)生的主要原因，找到了裂縫成因，就能找到相應(yīng)的防治措施。

1 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因分析

1.1 混凝土組成材料質(zhì)量引起的裂縫

混凝土主要是由水泥、石子、砂子、水及外加劑等組成?；炷了捎玫脑牧先绻|(zhì)量不合格，就會(huì)直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。比如：砂石級(jí)配差，或砂粒過(guò)細(xì)，會(huì)造成混凝土不規(guī)則裂縫增多；砂石含泥量超標(biāo)，不僅會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性，還會(huì)使混凝土在凝固時(shí)表面產(chǎn)生不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫；如砂石中含有的酸性硅化物質(zhì)過(guò)多，在混凝土水化凝結(jié)過(guò)程中會(huì)與水泥中的堿性礦物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成膨脹性膠質(zhì)，吸水后造成局部膨脹，使構(gòu)件發(fā)生爆裂狀裂縫，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全。拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較多時(shí)，對(duì)其中的鋼筋銹蝕較嚴(yán)重；采用海水或堿質(zhì)泉水拌制的混凝土，或采用含堿外加劑，都會(huì)加速結(jié)構(gòu)堿骨料反應(yīng)。

1.2 塑性沉降裂縫

產(chǎn)生此類裂縫的主要原因是由于粗骨料石子在振搗后下沉?xí)r受到鋼筋和模板的阻擋，在石子下面出現(xiàn)大小不一的空隙；這種裂縫大多出現(xiàn)在澆筑混凝土后0.5～3小時(shí)，混凝土尚處在塑性狀態(tài)，混凝土表面失水（水分蒸發(fā)）時(shí)就會(huì)發(fā)生這種裂縫，大多是因?yàn)榛炷了涠绕笏?。另外，在施工過(guò)程中，如果模板支設(shè)不牢、向下沉陷或移位，也會(huì)出現(xiàn)此類裂縫。

1.3 塑性收縮裂縫

此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土澆筑后，在塑性狀態(tài)時(shí)因表面水分蒸發(fā)過(guò)快，特別是大面積平板結(jié)構(gòu)（如樓屋面、地坪等）在炎熱的夏秋季或大風(fēng)天氣，混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快，或是混凝土本身的水化熱過(guò)高造成的。這種裂縫多出現(xiàn)在混凝土表面，形狀不規(guī)則，長(zhǎng)短寬窄不一，呈龜裂狀，其深度不超過(guò)5mm。

1.4 溫差變形裂縫

此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是混凝土澆筑后，積聚在混凝土內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，使其內(nèi)部溫度升高，而表面因散熱較快，溫度較低，形成較大的內(nèi)外溫差，使混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。

1.5 施工質(zhì)量差引起的裂縫

在現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)澆搗、預(yù)制構(gòu)件制作、拆模、運(yùn)輸、堆放、組裝及吊裝過(guò)程中，如果施工工藝不合理，施工質(zhì)量低劣，很可能會(huì)產(chǎn)生各種形式的裂縫，特別是細(xì)長(zhǎng)、薄壁結(jié)構(gòu)，更容易出現(xiàn)裂縫。比較常見(jiàn)的裂縫有：

1.5.1 混凝土保護(hù)層過(guò)厚，或因澆筑混凝土?xí)r操作工人隨意踩踏負(fù)筋，使負(fù)筋下移，導(dǎo)致表面出現(xiàn)裂縫。

1.5.2 混凝土振搗不密實(shí)、不均勻或欠振、漏振，出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生質(zhì)量隱患。

1.5.3 混凝土運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，水分蒸發(fā)過(guò)多，導(dǎo)致塌落度損失過(guò)多，澆筑后混凝土表面易出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。

1.5.4 商品混凝土用泵送施工時(shí)，由于水灰比較大，混凝土凝結(jié)硬化時(shí)體積收縮值增大，易發(fā)生塑性收縮裂縫。

1.5.5 混凝土分層或分段施工時(shí)，接槎部位未處理好，易在槎口和施工縫部位出現(xiàn)裂縫。

1.5.6 混凝土早期受凍，使混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面出現(xiàn)裂縫，或局部出現(xiàn)空鼓剝落、凍酥掉皮。

1.5.7 拆模過(guò)早，混凝土強(qiáng)度不足，使構(gòu)件在其自重作用下產(chǎn)生裂縫。

2 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的防治措施

2.1 嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)

嚴(yán)格按照規(guī)范要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)進(jìn)場(chǎng)的水泥、砂子、石子等原材料，當(dāng)對(duì)原材料質(zhì)量有懷疑時(shí)，應(yīng)作抽樣復(fù)驗(yàn)，不合格者不準(zhǔn)用于工程。

2.2 塑性沉降裂縫的防治措施

在滿足泵送要求的前提下盡可能減小混凝土的水灰比和塌落度；振搗混凝土?xí)r應(yīng)掌握好時(shí)間，不準(zhǔn)欠振、超振，也不可漏振；支模板前務(wù)必將立柱底地基土夯實(shí)并鋪設(shè)通長(zhǎng)厚度為5cm的木墊板，防止?jié)矒v混凝土?xí)r立柱下沉引發(fā)混凝土沉降裂縫。立柱間應(yīng)按規(guī)定加設(shè)水平和垂直支撐，以防止立柱位移。

2.3 塑性收縮裂縫的防治措施

澆筑和振搗混凝土后應(yīng)適時(shí)作二次振搗和抹壓，并及時(shí)覆蓋塑料薄膜，防止表面水分蒸發(fā)過(guò)快，特別是夏秋季和大風(fēng)天氣；在初冬和早春季節(jié)澆筑混凝土后，除適時(shí)二次振搗和抹壓外，還應(yīng)及時(shí)覆蓋塑料薄膜和草簾等保溫材料，做好保濕、保溫養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7～14天。

2.4 溫差變形裂縫的防治措施

選用水化熱較低的水泥拌制混凝土，以降低混凝土的初始溫度，摻加緩凝劑或高效減水劑，以提高混凝土強(qiáng)度并可減少用水量和水泥用量；在夏秋高溫季節(jié)或大體積混凝土澆筑時(shí)，可采用對(duì)砂石料噴淋冷水降溫和在拌和水中摻加適量冰屑的方法，以降低混凝土拌和物的入模溫度。此外，在混凝土澆筑、振搗和抹壓后，應(yīng)及時(shí)用塑料薄膜覆蓋其表面，特別是表面積較大的地面、樓（屋）面板和大體積混凝土（如筏板基礎(chǔ)等）表面，防止因表面散熱快、溫度低而內(nèi)部水化熱積聚、溫度高，導(dǎo)致發(fā)生溫差裂縫。

2.5 施工質(zhì)量差引起裂縫的防治措施

澆筑混凝土前，除了認(rèn)真檢查模板支設(shè)的標(biāo)高、截面尺寸、軸線位置和各種鋼筋的品種、規(guī)格、根數(shù)、連接情況外，還應(yīng)認(rèn)真檢查模板及其立柱、斜撐等的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等情況，檢查鋼筋保護(hù)層墊塊和上層鋼筋支撐馬凳的分布是否正確、牢靠，以及澆搗混凝土?xí)r所需馬凳和走道板是否已準(zhǔn)備齊全；澆搗混凝土?xí)r應(yīng)安排有責(zé)任心的木工、鋼筋工全程跟蹤混凝土澆搗，一旦發(fā)現(xiàn)模板或鋼筋有下沉、位移、松扣等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)糾正或責(zé)令暫停施工，經(jīng)整改完善后方可繼續(xù)施工。分層或分段澆筑混凝土?xí)r，要用界面劑處理好槎口和施工縫；同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)允許值時(shí)方可拆模；混凝土二次振搗和抹壓后應(yīng)立即覆蓋塑料薄膜，冬期施工時(shí)還應(yīng)在塑料薄膜上加蓋草簾等保溫材料，確?；炷帘?、保溫養(yǎng)護(hù)7～14天。

[責(zé)任編輯：湯靜]