混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因及防治處理措施研究

【摘要】近年來(lái)，隨著社會(huì)發(fā)展的需要，建筑工程的施工數(shù)量在不斷增加。在建筑工程的施工中，混凝土作為主體結(jié)構(gòu)的承重材料，其使用具有非常重要的作用。混凝土的施工材料具有非常好的抗壓性，能夠起到較好的抗震效果，整體連接性能也非常強(qiáng)，在工程建設(shè)中的運(yùn)用非常的廣泛。但是，混凝土施工中的結(jié)構(gòu)裂縫問(wèn)題對(duì)施工質(zhì)量具有非常大的影響，為此，需要通過(guò)對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行研究分析，并提出有效的預(yù)防和處理措施，提升混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】混凝土；裂縫；成因；措施分析

1、前言

我們都知道，在建筑工程施工中，混凝土結(jié)構(gòu)的使用比較普遍，這是因?yàn)榛炷辆哂凶鳛榻ㄖ黧w材料使用的特殊性質(zhì)。但是混凝土施工中，容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫，這不僅影響到混凝土的視覺(jué)美觀，最重要還影響到混凝土的使用功能和結(jié)構(gòu)安全，因此，需要加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫因素的分析和研究，提出有效的防治措施，實(shí)現(xiàn)混凝土施工質(zhì)量的提升。

2、較為常見(jiàn)的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的類型及其危害

2.1 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的主要類型

2.1.1 按照裂縫的大小尺寸的分析

一般情況下，可以分成宏觀裂縫和微觀裂縫兩種，微觀的裂縫主要是在混凝土的結(jié)構(gòu)內(nèi)部，尺寸相對(duì)較小，一般而言裂縫的寬度不超過(guò)0.05毫米。在混凝土的內(nèi)部不會(huì)貫通，微觀的裂縫屬于混凝土內(nèi)部特有的一種裂縫；宏觀裂縫主要是指尺寸相對(duì)較大的裂縫，通常情況下，裂縫的寬度要大于0.05毫米，可以存在于混凝土的內(nèi)部，也可以分布在混凝土的結(jié)構(gòu)表面。

2.1.2 按照裂縫的形式進(jìn)行分類，主要分為不規(guī)則的裂縫、橫向裂縫、縱向裂縫、垂直裂縫、水平裂縫以及斜向裂縫等。

2.1.3 按照裂縫的發(fā)展程度進(jìn)行分類，主要包括破壞性的裂縫、貫穿性的裂縫和表面的裂縫。

2.1.4 按照裂縫的成因進(jìn)行分類，主要包括材料因素裂縫、施工因素裂縫、溫度因素裂縫、設(shè)計(jì)因素裂縫和不均勻的變形因素裂縫。

2.2 常見(jiàn)的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的主要危害

裂縫對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)影響較大，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生以下危害：會(huì)對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)的承載力造成一定的影響；會(huì)限制混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用，混凝土的結(jié)構(gòu)的正常使用會(huì)受到一定的影響；混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性受到了一定的影響；混凝土結(jié)構(gòu)的美觀受到了影響。如果過(guò)程中出現(xiàn)了較大的裂縫，那么混凝土的結(jié)構(gòu)或者是部件徹底的報(bào)廢，必須要返工，導(dǎo)致材料浪費(fèi)，耽誤了工期，帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的具體分類

2.3.1 溫度裂縫

混凝土的性質(zhì)是熱脹冷縮，當(dāng)溫度和環(huán)境出現(xiàn)變化的時(shí)候，就會(huì)造成溫度變形，這個(gè)時(shí)候就會(huì)直接產(chǎn)生某正附加應(yīng)力，如果混凝土本身的抗拉強(qiáng)度要比該應(yīng)力低的話，就很容易出現(xiàn)裂縫。在施工的中后期，溫度裂縫出現(xiàn)的概率大大增加，溫度的變化對(duì)于縫寬也有著一定的影響。尤其是澆筑大體積的混凝土的時(shí)候，大量的水化熱會(huì)釋放出來(lái)，內(nèi)部的溫度大大的提升，混凝土的表層和內(nèi)部的溫差會(huì)有很大的變化，內(nèi)部的混凝土?xí)?duì)表面產(chǎn)生一定的約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，混凝土在早期時(shí)抗拉強(qiáng)度比較低，導(dǎo)致溫度裂縫產(chǎn)生。

2.3.2 干縮裂縫

混凝土在硬化的過(guò)程中，內(nèi)部干縮也會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)體積的變化，這也是干縮裂縫形成的主要原因。干縮裂縫在結(jié)構(gòu)表面相對(duì)較為常見(jiàn)稀，而且它們的走向縱橫交錯(cuò)是沒(méi)有規(guī)律可言，一般來(lái)講，混凝土的露天放置，缺乏適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)，過(guò)了一段時(shí)間之后，就很容易在表層或者是側(cè)面出現(xiàn)干縮裂縫，并隨濕度和溫度變化而逐漸發(fā)展。

2.3.3 塑性的收縮裂縫

塑性的裂縫一般出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的表層，較少貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形狀不規(guī)則而且長(zhǎng)短不一致，這種裂縫主要是在混凝土澆筑的前期，多表現(xiàn)為龜裂。

2.3.4 沉降裂縫

建筑物出現(xiàn)了不均勻沉降，構(gòu)件受力出現(xiàn)變形，進(jìn)而造成了混凝土的構(gòu)建開(kāi)裂的情況，持續(xù)的不均勻沉降也會(huì)進(jìn)一步造成裂縫擴(kuò)大，這種的裂縫的形狀和大小基本上是由地基變形引起的。

3、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因分析

3.1 設(shè)計(jì)因素產(chǎn)生的裂縫

應(yīng)力過(guò)于集中會(huì)造成裂縫的出現(xiàn)，也會(huì)讓構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的截面受力效果發(fā)生變化，在截面位置由于應(yīng)力過(guò)于集中會(huì)造成構(gòu)件的結(jié)構(gòu)縫隙；鋼筋配置不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，在設(shè)計(jì)的工程中因?yàn)橛?jì)算的簡(jiǎn)化或不當(dāng)處理，導(dǎo)致構(gòu)件在受約束的地方?jīng)]有配置鋼筋或者是配置的鋼筋數(shù)量較小，這就使得構(gòu)件受力之后，會(huì)在受約束的位置產(chǎn)生縫隙；設(shè)計(jì)方案的不合理也會(huì)出現(xiàn)裂縫，在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)支座位移和預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的提升方式或結(jié)構(gòu)剛度，要充分的考慮這些方法對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生的不利影響，否則極易出現(xiàn)裂縫；在設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有認(rèn)真的考慮施工方法和材料的性質(zhì)等因素會(huì)引起混凝土的裂縫，在設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)需要對(duì)混凝土的收縮、變形、水灰比等因素充分考慮，避免裂縫的出現(xiàn)。

3.2 材料因素引起的裂縫

一些原材料比如水泥、砂、石和水的選擇和規(guī)范不相符，混凝土就容易出現(xiàn)裂縫，比如說(shuō)選擇的水泥過(guò)期了或者受潮了；砂、石沒(méi)有清洗干凈，含泥量較大；水中有油或者是水質(zhì)不清潔的情況；骨料顆粒選擇了不合適的級(jí)配，會(huì)造成混凝土的收縮不斷的增大，會(huì)加劇混凝土裂縫的產(chǎn)生；如果過(guò)程中采用了大量的水泥，水灰比相對(duì)較小，水花熱較大；水灰比過(guò)大，塌落度較大，砂率相對(duì)較高，石子的粒徑過(guò)大，以上這些都導(dǎo)致混凝土存在有裂縫的因素；選擇了不合適的減水劑、摻合料，或者是摻進(jìn)去的量不合適這些也會(huì)造成混凝土出現(xiàn)裂縫的情況；在設(shè)計(jì)的工程中如果選擇了不合適的水泥等級(jí)或者品種也會(huì)造成混凝土出現(xiàn)裂縫的情況。

3.3 混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫

當(dāng)混凝土的出現(xiàn)塑性收縮就會(huì)造成裂縫出現(xiàn)，主要的原因是混凝土在澆筑完成后進(jìn)入了凝結(jié)的過(guò)程，表面的水分會(huì)很快流失，然后自身就產(chǎn)生了水化熱引起的；化學(xué)收縮會(huì)造成混凝土的裂縫，這主要是因?yàn)樗嗟乃磻?yīng)是的混凝土的體積出現(xiàn)了明顯的收縮造成的；干燥收縮也會(huì)造成混凝土的裂縫，這是因?yàn)榛炷猎谟不倪^(guò)程中會(huì)因?yàn)楸砻媸畤?yán)重造成的；環(huán)境溫度的變化也會(huì)造成混凝土的裂縫，這主要是因?yàn)榄h(huán)境溫度不斷的下降使得混凝土受拉引起的。

3.4 施工工作產(chǎn)生的裂縫

混凝土在澆筑的過(guò)程中，施工人員需要進(jìn)行合理的振搗，進(jìn)一步提升混凝土的密實(shí)度以及均勻性，減少或者減弱混凝土裂縫的誘因；混凝土澆筑完成之后要注意做好養(yǎng)護(hù)和補(bǔ)水的工作，盡可能的減少混凝土在早期時(shí)就出現(xiàn)脫水嚴(yán)重的情況，極易造成混凝土發(fā)生開(kāi)裂；混凝土澆筑工作完成之后，周圍的環(huán)境溫度的變化要及時(shí)監(jiān)測(cè)，盡可能的避免因?yàn)闇囟鹊牟町愄笤斐苫炷脸霈F(xiàn)裂縫；混凝土的拆模順序和拆模時(shí)間也要多加注意，盡可能的減少因?yàn)椴鹉２划?dāng)造成的混凝土裂縫的發(fā)生；對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)條件要有效提升，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的混凝土的養(yǎng)護(hù)條件和標(biāo)準(zhǔn)的養(yǎng)護(hù)條件相接近時(shí)，混凝土發(fā)生開(kāi)裂的可能性也就會(huì)大大的削減。

3.5 使用因素引起的裂縫

當(dāng)基礎(chǔ)落在了不均勻沉降的地基上，地基受荷載之后會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降，如果荷載力超過(guò)了設(shè)計(jì)的荷載之后，就很容易造成混凝土出現(xiàn)受拉開(kāi)裂的情況；在使用的過(guò)程中，如果結(jié)構(gòu)受力形式有變化，比如說(shuō)隨意開(kāi)洞，隨意將承重墻拆除，就很容易引起混凝土的裂縫；在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，因?yàn)闆](méi)有密切的聯(lián)系周圍的實(shí)際情況，堿、鹽和酸這些有侵蝕性的物質(zhì)就會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，很容易出現(xiàn)裂縫；還有一部分屬于偶然性的因素，比如說(shuō)爆炸、火災(zāi)和地震等都有可能導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

4、混凝土裂縫的防治措施分析

在了解了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因后，需要加強(qiáng)相關(guān)防范措施，有效的防止混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)混凝土施工質(zhì)量的提升。

4.1 從設(shè)計(jì)方面分析

在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要避免出現(xiàn)較大的應(yīng)力集中現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)，例如出現(xiàn)截面的突變，或者是刻槽、開(kāi)洞等。如果是建筑工程建設(shè)的需要，應(yīng)該采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)措施，盡量的減少混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

在混凝土的施工中，會(huì)使用到鋼筋材料，鋼筋的配置不僅表現(xiàn)在數(shù)量的搭配上還表現(xiàn)在位置的擺放上。對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的受力情況，需要采取不同的鋼筋混凝土設(shè)計(jì)。對(duì)此，相關(guān)的鋼筋混凝土設(shè)計(jì)者應(yīng)該加強(qiáng)鋼筋結(jié)構(gòu)和配置的重視，使得混凝土結(jié)構(gòu)更加的符合實(shí)際需要。

混凝土結(jié)構(gòu)雖然整體上具有非常強(qiáng)的硬度，但是不是所有的位置對(duì)混凝土強(qiáng)度的要求亦不同，因此，需要加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)中比較薄弱部位的處理，尤其是容易發(fā)生裂縫的地方，更是需要加強(qiáng)相關(guān)措施的實(shí)施，避免混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生。

在對(duì)混凝土進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要處理好混凝土結(jié)構(gòu)的受力情況，使得混凝土受到外力作用而發(fā)生變形的情況減少，從而實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)效果的增強(qiáng)。

對(duì)于混凝土設(shè)計(jì)者而言，需要加強(qiáng)混凝土施工材料特征的了解，并結(jié)合施工結(jié)構(gòu)和施工方案，使得混凝土的施工設(shè)計(jì)更加符合工程使用的需求，增強(qiáng)混凝土使用的效果。

4.2 從材料方面分析

混凝土結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生主要是水泥、沙子以及石子混合的作用。在將這些材料混合施工時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際的施工需要選擇合適的施工材料。選用收縮量較小的水泥，比如采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量?；炷恋母煽s受水灰比的影響較大，水灰比越大，干縮越大，因此在混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同時(shí)摻加合適的減水劑。合理的使用外加劑的能夠明顯提升混凝土的施工質(zhì)量，同時(shí)還能夠減少水泥和水的使用，這樣就可以減少水化熱的發(fā)生，還能夠降低施工的成本。

混凝土的配置中需要加強(qiáng)相關(guān)新材料新技術(shù)的應(yīng)用，比如，在混凝土的施工材料中加入適量的高性能混凝土膨脹劑來(lái)減輕混凝土的收縮問(wèn)題。混凝土因?yàn)槭湛s的作用，必然會(huì)使得表面產(chǎn)生裂縫，通過(guò)膨脹劑的使用能夠有效解決此問(wèn)題。同時(shí)還需要加強(qiáng)配合比的調(diào)制，使得混凝土的配置更加趨于合理。

4.3 從施工方面分析

在進(jìn)行混凝土的施工操作中，首先需要加強(qiáng)施工方案的編制、審核和確定，施工方案的合理性直接影響到施工的效果。合理的施工方案指導(dǎo)施工，在上部結(jié)構(gòu)施工前對(duì)松軟土、填土地基應(yīng)進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固。模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。澆筑過(guò)程中有效的控制混凝土澆灌時(shí)間、澆灌次數(shù)、振搗、養(yǎng)生等環(huán)節(jié)，能夠更好地控制混凝土的質(zhì)量，避免各類裂縫的發(fā)生。

在混凝土進(jìn)行施工的過(guò)程中，需要加強(qiáng)管理措施，減少人為因素的影響。首先需要加強(qiáng)混凝土施工操作的控制，使得混凝土的施工能夠嚴(yán)格按照施工方案和技術(shù)交底進(jìn)行，因?yàn)槭┕べ|(zhì)量的好壞直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生情況。其次，需要加強(qiáng)施工中相關(guān)重點(diǎn)內(nèi)容的了解，其一需要將施工材料的配合比例明確清楚，不得隨意改變配合比。其二，是需要加強(qiáng)鋼筋位置擺放的了解，對(duì)遭到外力位移的鋼筋，應(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于鋼筋上存在的污染物也需要及時(shí)的進(jìn)行清理。其三，要加強(qiáng)施工后混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，及時(shí)灑水濕潤(rùn)、覆蓋塑料薄膜或者潮濕草墊等，保持混凝土終凝前表面濕潤(rùn)。同時(shí)還需要注意混凝土內(nèi)部溫度的變化，在大體積混凝土內(nèi)部預(yù)先設(shè)置冷卻管道，及時(shí)采取通冷水或者冷氣等降溫措施，避免內(nèi)外溫差過(guò)大，導(dǎo)致裂縫的發(fā)生。其四，需要把控好拆模的時(shí)間，根據(jù)同條件試塊的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，必須要保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，才能夠進(jìn)行拆模。

5、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的處理措施

在實(shí)際的工程施工中，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的情況比較多見(jiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生之后，會(huì)影響到混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性以及適用性等，需要及時(shí)的采取措施，做好混凝土裂縫的處理工作。隨著科技的不斷發(fā)展，對(duì)于混凝土的裂縫處理方法也比較多，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

5.1 表面處理法。首先是涂抹的處理方法。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)的表面出現(xiàn)微觀裂縫或較小的宏觀裂縫時(shí)，裂縫深度尚未達(dá)到鋼筋，并且不再繼續(xù)發(fā)展的裂縫，采用灌裝等材料難以處理，可以通過(guò)在裂縫的表面涂抹一些材料的方法將混凝土的裂縫填補(bǔ)完全，從而實(shí)現(xiàn)混凝土裂縫的修補(bǔ)，比如采用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，可以較好的封閉微裂縫和混凝土毛細(xì)孔道，從而使混凝土致密，防止?jié)B漏。其次是貼補(bǔ)處理的方法，采用土木膜或者其他具有防水作用的薄片，對(duì)裂縫的表面進(jìn)行貼補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土裂縫的封閉，起到防滲堵漏的作用，增加混凝土的耐久性。

5.2 封堵處理法。對(duì)于較寬的裂縫，可采用環(huán)氧砂漿等修補(bǔ)材料直接填充裂縫。對(duì)于寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫，可采取開(kāi)V型槽，進(jìn)行清理后再做作填充處理，起到封閉裂縫和補(bǔ)強(qiáng)的作用。

5.3 灌漿處理法。是屬于傳統(tǒng)的處理方法，利用壓送設(shè)備將補(bǔ)縫漿液注入砼裂隙，達(dá)到封閉裂縫的目的，費(fèi)用較低，效果較好。

5.4 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。因受力產(chǎn)生的裂縫，導(dǎo)致的混凝土耐久性降低，影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用安全，可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。通?？刹捎谜迟N碳纖維布或芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固，此材料與原有鋼筋混凝土可共同作用，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗裂和抗剪能力，延長(zhǎng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，存在的因素非常的多，需要專業(yè)技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)此的研究，確認(rèn)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因，針對(duì)性的采取措施予以解決，加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因的分析、預(yù)防和處理，為工程的施工質(zhì)量提供保障。

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