混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因與控制措施

柯松

摘 要：在建筑工程施工過(guò)程中，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是最為常見的質(zhì)量問(wèn)題之一。因此，如何準(zhǔn)確的分析混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的形成原因，并采用有效的方式對(duì)其進(jìn)行控制具有非常重要的作用和意義。它不僅有效的降低各類安全事故的發(fā)生，同時(shí)還可獲得巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文首先對(duì)常見混凝土材料的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了認(rèn)識(shí)，然后進(jìn)一步分析了當(dāng)前我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成的主要原因，最后深入探討了混凝土結(jié)構(gòu)控制的有效措施。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu);裂縫成因;控制措施

在我國(guó)的建筑工程中，以混凝土為主要材料的工程結(jié)構(gòu)不僅具有造價(jià)低廉，經(jīng)濟(jì)成本低等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還具有使用壽命長(zhǎng)，綠色環(huán)保等特點(diǎn)。因此，該建筑形式被廣大建筑單位和企業(yè)所采用。但是，在混凝土結(jié)構(gòu)工程的實(shí)際施工過(guò)程中，也常常出現(xiàn)一些質(zhì)量問(wèn)題，如混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題就是最為常見的問(wèn)題之一。它不僅給建筑施工管理人員和基層作業(yè)者帶來(lái)巨大困擾，同時(shí)也嚴(yán)重阻礙了整個(gè)施工項(xiàng)目的順利進(jìn)行。因此，正確認(rèn)識(shí)混凝土材料的結(jié)構(gòu)特征及其形成的主要原因，同時(shí)采取有效的措施進(jìn)行預(yù)防有著至關(guān)重要的作用[1-2]。

1 混凝土材料的結(jié)構(gòu)特性概述

混凝土通常是由水泥、砂石以及一些其他輔助材料通過(guò)機(jī)械混合、攪拌以及振搗所形成的非均勻性材料復(fù)合體?；炷敛牧暇哂性S多獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，其中脆性特征就是其最為典型的性質(zhì)。由于混凝土特殊的物理化學(xué)特性，在其凝固過(guò)程中非常容易出現(xiàn)一些孔狀間隙或者物理性裂縫。造成混凝土施工過(guò)程中通常有一些無(wú)法規(guī)避的原始性缺陷。因此，混凝土裂縫是整個(gè)施工過(guò)程中質(zhì)量控制的重要內(nèi)容。

混凝土結(jié)構(gòu)中一些微小的裂縫對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)危害不大，對(duì)整體機(jī)構(gòu)的承重以及負(fù)荷抗壓功能并無(wú)較大影響，但是混凝土結(jié)構(gòu)受到來(lái)自外界超強(qiáng)負(fù)荷以及極端天氣等外部環(huán)境的影響后，這些微小的裂縫就會(huì)經(jīng)過(guò)不斷演化和擴(kuò)展而合并成較大的裂縫，會(huì)造成會(huì)凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)腐蝕，給整個(gè)建筑工程帶來(lái)巨大的質(zhì)量影響。同時(shí)，有裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中，空氣中的有害氣體以及雨雪等隨裂縫滲透到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，進(jìn)一步造成鋼筋材料以及其他組成材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和降解，大大縮短建筑工程的使用壽命大大縮短，可能引發(fā)嚴(yán)重安全事故，影響使用者的生命安全[3]。

2 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成原因分析

要防止混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，控制施工質(zhì)量，必須正確認(rèn)識(shí)和把握混凝土材料所具有的結(jié)構(gòu)特性，采取針對(duì)性的手段來(lái)降低出現(xiàn)雷鋒的概率。產(chǎn)生裂縫的原因有多，筆者從以下幾個(gè)方面對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成原因進(jìn)行了分析：

2.1 設(shè)計(jì)因素的影響

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)原因會(huì)導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。在設(shè)計(jì)過(guò)程如果計(jì)算出現(xiàn)誤差，不能保證荷載預(yù)留安全參數(shù)，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生裂縫;混凝體在后期使用過(guò)程中，會(huì)增加混凝土的荷載，因此在前期設(shè)計(jì)過(guò)程中要充分考慮這些因素;同時(shí)設(shè)計(jì)過(guò)程中的剛度差異也會(huì)造成裂縫，在相同荷載下，剛度較小的部位更容易產(chǎn)生裂縫。如果在混凝土設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)師沒有充分考量這些因素，可能會(huì)造成混凝土機(jī)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

2.2 受原材料的影響

水泥、砂石以及各類骨性添加劑等原材料是組成混凝土結(jié)構(gòu)的主要成分，而這些成分也是產(chǎn)生混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的直接原因。通過(guò)對(duì)過(guò)往施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，原材料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生以進(jìn)一步擴(kuò)展具有非常重大的影響?；炷敛牧系墓橇项w粒的粒徑大小，也是造成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的重要因素。如果骨料顆粒粒徑較小，需要大幅度增加用水量以及灰量，而混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際收縮量而隨之增大。另外，混凝土材料中的各類外加劑使用不合理，也是造成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成的一大因素[4]。

2.3 受外部環(huán)境的影響

經(jīng)過(guò)大量建筑實(shí)際數(shù)據(jù)表明，在外部環(huán)境的影響下，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)裂縫，例如溫度的變化。當(dāng)外部溫度發(fā)生變化是，回應(yīng)影響混凝土的溫度。如果混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大，很容易造成混凝土結(jié)構(gòu)開裂。在混凝土工程澆筑施工完成后，如果內(nèi)部溫度急劇變化，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力數(shù)值超過(guò)混凝土能夠承受的極限值時(shí)，就會(huì)造成其結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

2.4 鋼筋受腐蝕后的進(jìn)一步開裂

在建筑工程施工中，鋼筋材料通常與混凝土材料所交替使用，且用量比較大，因此在施工現(xiàn)場(chǎng)需要合理的保存鋼筋材料。如果沒有做好鋼筋材料的保管工作，會(huì)造成腐蝕和表面降解。將腐蝕的鋼筋材料用于混凝土施工中，會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，造成開裂。同時(shí)，混凝土攪拌的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些堿性化學(xué)粒子，也會(huì)導(dǎo)致鋼筋材料的腐蝕，從而進(jìn)一步導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。

3 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的有效措施

3.1 加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作

在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)際情況做好設(shè)計(jì)工作，對(duì)施工地點(diǎn)的地勢(shì)情況、天氣情況進(jìn)行深入的探究，收集現(xiàn)關(guān)參數(shù)并做好數(shù)據(jù)分析，根據(jù)分析結(jié)果做好混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)時(shí)要盡量選擇規(guī)則的結(jié)構(gòu)形狀，在有異性結(jié)構(gòu)時(shí)要適當(dāng)增加配筋，提升荷載能力以及高抗拉強(qiáng)度，避免出現(xiàn)裂紋?？傊O(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)際情況做好設(shè)計(jì)工作，保證混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，為混凝土施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 加強(qiáng)物料管控

在混凝土結(jié)構(gòu)施工中，施工人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)方案合理的選擇原材料，并準(zhǔn)確的對(duì)各類原材料進(jìn)行配比，從源頭上最大限度的降低混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。首先，現(xiàn)場(chǎng)施工人員要明確施工方案，對(duì)工程項(xiàng)目和施工環(huán)境進(jìn)行全面的了解，從而科學(xué)的選擇適合原材料，尤其是水泥材料的選取，盡量選擇低水化熱和高強(qiáng)度的品種。其次，在選擇混凝土骨料時(shí)，盡量選擇級(jí)配級(jí)別優(yōu)良、外表較為粗糙高品質(zhì)材料。再次，在混凝土膨脹劑以及各類減水劑的使用上，應(yīng)盡量減少實(shí)際用水量，從而降低混凝土結(jié)構(gòu)表明的水化熱，最大程度優(yōu)化整個(gè)混凝土工程結(jié)構(gòu)性能。

3.3 降低溫度應(yīng)力和塑性沉降的影響

首先，施工人員可以利用材料溫控方法進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，有效降低溫度應(yīng)力所引起的混凝土結(jié)構(gòu)開裂。其次，操作人員對(duì)混凝土骨料進(jìn)行合理級(jí)配，減少混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水泥使用量，降低混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外的溫差，從而預(yù)防形成裂縫。同時(shí)，對(duì)于塑性沉降所形成的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，現(xiàn)場(chǎng)施工人員可通過(guò)如下兩方面減少其形成。一方面，操作人員在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑施工完成后，用保護(hù)材料覆蓋表面，從而保證混凝土結(jié)構(gòu)的濕度和溫度符合相關(guān)要求。如果混凝土結(jié)構(gòu)的溫度和濕度變化較小，可以降低實(shí)際收縮量，有效預(yù)防了裂縫的生產(chǎn)。

3.4 加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的后期養(yǎng)護(hù)工作

混凝土結(jié)構(gòu)的后期養(yǎng)護(hù)工作是預(yù)防裂縫形成的有效措施，管理人員需要引起足夠的重視，并制定出科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)方案，避免形成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。混凝土澆筑施工完成后，現(xiàn)場(chǎng)操作人員需要按照預(yù)定方案進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，對(duì)濕度、溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，做好保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，從而避免因溫度急劇變化，人為干擾等因素的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)建筑工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，混凝土機(jī)構(gòu)所帶的裂縫問(wèn)題也在不斷解決中。因此，要改善現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量并有效提高其使用壽命，負(fù)責(zé)該類工程項(xiàng)目的相關(guān)工作人員及單位就必須從裂縫形成的原因入手，并通過(guò)相關(guān)因素的現(xiàn)場(chǎng)考察和驗(yàn)證，從而找到切實(shí)可行的預(yù)防和保護(hù)措施。同時(shí)，為了使混凝土工程充分滿足不同環(huán)境下的使用需求，相關(guān)建筑單位應(yīng)盡量在平時(shí)的施工過(guò)程中進(jìn)行實(shí)踐總結(jié)，從而形成長(zhǎng)期參考價(jià)值的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫養(yǎng)護(hù)解決方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]管明亮，管山湖.混凝土結(jié)構(gòu)物裂縫的成因分析與控制措施[J].中華建設(shè)，2019（12）：176-178.

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[3]張龍鉉.混凝土裂縫成因及控制措施[J].居舍，2019（14）：28.

[4]錢遠(yuǎn)橋.工民建中混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)措施分析[J].四川水泥，2020（8）：39+41.