混凝土裂縫的原因分析及控制措施

梁凱

摘? ? 要：當(dāng)前幾乎所有建筑物都是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)最為常見的質(zhì)量問題，影響建筑物的安全性，對于開發(fā)商、住戶及維修管理人員都是非常不利的。裂縫作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的通病，完全根治難度非常大，但是卻可以通過多種措施避免大型裂縫的產(chǎn)生，在本文中將對混凝土裂縫出現(xiàn)的原因進(jìn)行總結(jié)，在此基礎(chǔ)上提出裂縫問題的控制措施與修補措施，為提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強度起到參考作用。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu);裂縫;原因;控制對策

1? 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因分析

1.1? 材料因素

混凝土是由多種類型原材料混合形成的，其中任何一種原材料選擇不佳都會影響混凝土的質(zhì)量，材料因素導(dǎo)致的裂縫問題被認(rèn)為是混凝土材料改變了自身形狀而受到一定的約束力，導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力比結(jié)構(gòu)的抗壓強度大的原因。另外，若是混凝土原材料選擇不合理，會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)含量過高，因此出現(xiàn)裂縫，甚至還會由于雜質(zhì)問題而導(dǎo)致微裂縫擴張為貫通裂縫。尤其對于大體積混凝土，例如基礎(chǔ)筏板混凝土，其截面較大，混凝土中水泥用量也會增加，從而導(dǎo)致硬化過程釋放的水化熱增加，溫度差進(jìn)一步拉大，產(chǎn)生明顯的收縮進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。

1.2? 外部荷載因素

對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計計算承載力時都需要依靠計算模式進(jìn)行，但是當(dāng)計算模式與實際建設(shè)項目有著較大區(qū)別時，就很可能導(dǎo)致所設(shè)計的結(jié)構(gòu)能夠承受荷載與實際使用中有所不同，當(dāng)外部施加過量荷載時就會促使結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)。同時若是設(shè)計中所使用的混凝土等級較高，也就導(dǎo)致水泥用量超標(biāo)，影響混凝土構(gòu)件的收縮，更容易導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。在建筑物使用中若是隨意改變建筑使用功能就會導(dǎo)致設(shè)計荷載與設(shè)計荷載不符，結(jié)構(gòu)所承受的荷載不斷增加進(jìn)而加快裂縫的出現(xiàn)。

1.3? 結(jié)構(gòu)變形影響

混凝土結(jié)構(gòu)會在外部環(huán)境發(fā)生變化，例如溫度變化、施加拉伸力變化的情況下而發(fā)生變形，同樣也會導(dǎo)致混凝土裂縫的形成。另外，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)存在不均勻下沉問題時，也會加速裂縫的形成，主要就是表現(xiàn)在基礎(chǔ)混凝土上，當(dāng)基礎(chǔ)發(fā)生沉降時就會使得基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)多余的附加應(yīng)力，當(dāng)附加應(yīng)力超過混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強度之后就會使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的裂縫。這種混凝土裂縫的出現(xiàn)與地基的密實度有直接關(guān)系，當(dāng)?shù)鼗闯浞趾粚?，地基變形加大附加?yīng)力，裂縫也就隨之?dāng)U張，逐漸變成貫穿性裂縫，嚴(yán)重威脅建筑物的穩(wěn)定性。

2? 混凝土裂縫的控制措施

如上文所述，混凝土裂縫出現(xiàn)的原因包括材料選用、設(shè)計及施工各個環(huán)節(jié)，為此可以從以下幾個方面控制裂縫的產(chǎn)生。

2.1? 控制混凝土原材料

（1）水泥：必須是通過國家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的普通硅酸鹽水泥或者硅酸鹽水泥;水泥用量與表面積之比最好是控制在350m2/kg以內(nèi);水泥中的堿含量應(yīng)控制在0.6%以內(nèi)，水泥中不得摻雜其他雜質(zhì);水泥存儲溫度不得超過60℃，不得受潮，拌制時水的溫度也要控制在60℃以內(nèi)。

（2）骨料：一般要選擇二級以上或者多級集配的骨料;粗骨料的堆放密度一般要在1500kg/m3以內(nèi)，骨料堆放緊密度要達(dá)到孔隙率40%以內(nèi);骨料的存儲不能直接裸露于自然環(huán)境，避免爆嗮與淋濕，堆放區(qū)域上方宜設(shè)置罩棚;夏季高溫時，骨料要做好防曬降溫措施，避免骨料溫度超過28℃。

（3）外加劑：減水劑選擇聚羧酸系性能較強的，并且根據(jù)不同的施工季節(jié)選擇不同的外加劑，包括標(biāo)準(zhǔn)型、緩凝型與防凍型;高性能減水劑引入混凝土中的堿含量要控制在0.3kg/m3以內(nèi)，引入到混凝土中的氯離子含量要控制在0.2kg/m3以內(nèi)，減水劑引入到混凝土中的硫酸鹽含量要控制在0.2kg/m3以內(nèi)。

2.2? 原材料配合比控制

（1）混凝土配置時的配合比應(yīng)該要根據(jù)原材料品質(zhì)、混凝土強度等級及耐久性確定配合比，根據(jù)實驗室計算與初步試驗配比進(jìn)行不斷調(diào)整與優(yōu)化，確定最終的配合比。

（2）混凝土的最小凝膠材料用量要控制在300kg/m3以上，最低水泥用量必須要高于200kg/m3，對于防水混凝土水泥含量不能低于260kg/m3，保證混凝土的水膠比控制在0.45以內(nèi)。

（3）對于使用粉煤灰作為摻合料時，普通硅酸鹽水泥混凝土的粉煤灰摻入量應(yīng)該不超過凝膠材料總量的30%，硅酸鹽水泥混凝土中的粉煤灰摻入量要控制在凝膠材料總量的35%，而預(yù)應(yīng)力混凝土中摻入粉煤灰的量要控制在凝膠材料總量的25%以內(nèi)，粉煤灰的配合比要嚴(yán)格按照以上要求執(zhí)行。

（4）當(dāng)混凝土中需要摻入礦渣粉時，應(yīng)該將礦渣粉與粉煤灰進(jìn)行配合使用，并且摻入混凝土中的總量不超過凝膠材料總量的50%，其中礦渣粉用量不得超過粉煤灰的用量。

（5）所配置的混凝土，除了需要保證抗壓強度與抗?jié)B強度達(dá)到規(guī)范要求以外，還必須要保證混凝土的抗裂性能達(dá)到規(guī)范要求，必要條件下還應(yīng)該使用溫度-應(yīng)力試驗機對混凝土的抗裂性能進(jìn)行檢測，保證混凝土材料各項指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.3? 施工中的控制措施

（1）對于最容易出現(xiàn)裂縫的大體積混凝土，澆筑之前要對混凝土結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生的溫度及溫度應(yīng)力進(jìn)行計算，確定硬化過程中的溫度峰值，以此為依據(jù)制定溫控措施，避免混凝土溫度過高。通常，大體積混凝土的溫度指標(biāo)按照以下數(shù)值執(zhí)行：混凝土澆筑時入模的上升溫度要控制在40℃以內(nèi)，混凝土構(gòu)件的中心溫度與表面溫度差值要控制在25℃以內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)的降溫速率要超過2℃/天，混凝土構(gòu)件的表面溫度與大氣溫度差控制在20℃以內(nèi)。

（2）大型混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑時應(yīng)該要留設(shè)變形縫，一般設(shè)計圖紙中會對施工縫位置進(jìn)行注明，當(dāng)設(shè)計為規(guī)定時，按照以下方法設(shè)置變形縫：首先是設(shè)置后澆帶，以后澆帶作為混凝土構(gòu)件的變形縫，應(yīng)對構(gòu)件的輕微變形;其次采取跳倉法施工，也就是分段施工，基礎(chǔ)底板每個施工段要控制在40m以內(nèi)，墻體與頂板的施工段距離不宜超過16m。分段施工的間歇時間一般不少于七天。

（3）在高溫天氣澆筑混凝土?xí)r，澆筑時的混凝土溫度不應(yīng)超過30℃，避免混凝土與模板直接受陽光照射，混凝土澆筑之前鋼筋、模板及附近局部溫度不應(yīng)該超過40℃。待混凝土成型之后及時進(jìn)行覆蓋，避免混凝土受到太陽照射。

（4）對于風(fēng)速較大或者濕度較小的施工環(huán)境，應(yīng)該采取防風(fēng)措施，避免混凝土快速失去水分，同時避免混凝土構(gòu)件大面積暴露;

（5）雨季施工做好防水工作;

（6）混凝土澆筑完成之后要嚴(yán)格執(zhí)行養(yǎng)護(hù)流程，對混凝土構(gòu)件實行保溫、保濕措施，避免混凝土在外界環(huán)境影響下發(fā)生劇烈變化，嚴(yán)格執(zhí)行養(yǎng)護(hù)方案，直至混凝土構(gòu)件強度等級達(dá)到要求。

（7）混凝土的拆模時間要根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)強度來判斷，而不是以時間判斷，同時拆模過程要避免在溫度過高天氣下進(jìn)行，避免混凝土表面與熱空氣接觸而快速失去水分產(chǎn)生裂縫，若遇到該情況也不能使用涼水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理。混凝土內(nèi)部溫度還未降低之前不得進(jìn)行拆模，大風(fēng)或者雨天嚴(yán)禁拆模。炎熱干燥天氣下拆模施工要分段進(jìn)行。

3? 結(jié)束語

混凝土裂縫的有效控制必須要通過設(shè)計、施工、原材料等各個環(huán)節(jié)的共同配合，本文從施工方角度入手，對控制裂縫的措施，也就是原材料選材與配合比的控制及施工工藝兩方面進(jìn)行了說明，同時對于出現(xiàn)裂縫之后的處理對策進(jìn)行了總結(jié)。在實際施工過程中，需要根據(jù)裂縫的現(xiàn)狀及原因，結(jié)合項目實際情況采取相應(yīng)的控制措施，加強各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，有效避免裂縫的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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