简析混凝土结构裂缝成因及预防措施

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　　【摘要】随着社会的发展和城市建设步伐的加快，混凝土在城市建筑施工中的应用越来越广泛。但是，由于混凝土是一种脆性材料，早期强度低，施工过程中极易出现裂缝缺陷，影响建筑结构的整体性和耐久性，特别是住宅工程楼板的裂缝发生后，往往会引起投诉纠纷以及索赔等。如何更好地预防混凝土结构裂缝的产生，保证施工工程的质量，是工程界普遍关注的问题。
　　【关键词】混凝土结构；裂缝；防治
　　【中图分类号】TU218 【文献标识码】【文章编号】1674-3954（2011）03-0242-01
　　
　　
　　前言
　　混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，也就是混凝土工程中常说的裂缝。
　　混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明，在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的，在一定的范围内也是可以接受的，只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定：有些结构在所处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。
　　混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待，根据实际情况解决问题。
　　一、混凝土结构裂缝成因
　　混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料，在施工和使用过程中，当发生温度、湿度变化、地基不均匀沉降时，极易产生裂缝。
　　1、材料质量：材料质量问题引起的裂缝是较常见的原因。
　　2、结构受荷：结构受荷后产生裂缝的因素很多，施工中和使用中都可能出现裂缝。如：拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉预应力值过大等等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件，在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30-40％的设计荷载时，就可能出现裂缝，肉眼一般不能察觉，而构件的极限破坏荷载往往在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的(这类裂缝有的文献称之为无害裂缝)。在钢筋混凝土设计规范中，分别不同情况规定裂缝的最大宽度为0.2-0.3mm，对那些宽度超过规范规定的裂缝，以及不允许开裂的构件上出现裂缝，则应认为有害，需加以认真分析，慎重处理。
　　3、设计构造：结构构件断面突变或开洞、留槽引起应力集中；构造处理不当、现浇主梁在搁次梁处如没有设附加箍筋、或附加吊筋以及各种结构缝设置不当等因素容易导致混凝土开裂。
　　4、温度变形：混凝土是具有热胀冷缩的性质，其线膨胀系数一般为 1×10-5／℃，当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇屋面板上的裂缝，大体积混凝土的裂缝等。
　　5、湿度变形：混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，称为干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。
　　6、地基变形：在钢筋混凝土结构中，造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得裂缝一般是贯穿性的。
　　7、施工工艺：
　　（1）混凝土是一种人造混合材料，其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能是裂缝产生的直接或间接成因。
　　（2）水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。
　　（3）模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等都可能造成混凝土开裂。施工过程中，钢筋表面污染，混凝土保护层太小或太大，浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。
　　（4）混凝土养护，特别是早期养护质量与裂缝的关系密切。早期表面干燥或早期内外温差较大更容易产生裂缝。
　　8、徐变：混凝土徐变造成开裂或裂缝发展的例子工程中也很常见。据文献记载受弯构件截面混凝土受压徐变，可以使构件变形增加2-3倍；预应力结构因徐变会产生较大的应力损失，降低了结构的抗裂性能。
　　二、混凝土结构裂缝常见预防措施
　　1、塑型沉降裂缝预防措施
　　此类裂缝预防的措施如下：①在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度；②保证混凝土均质性，搅拌运输卸料前先高速运转20―30秒，然后反转卸料；③施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况，不能漏振、过振使混凝土离析分层；④施工过程中严禁随意加水。
　　2、塑性收缩裂缝预防措施
　　此类裂缝预防的措施如下：①施工单位在浇注混凝土后要及时覆盖养护，增加环境湿度；②商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量。
　　3、温度应力裂缝预防措施
　　此类裂缝预防措施如下：①降低混凝土发热量。选用水化热低、凝结时间长的水泥，以降低混凝土的温度；掺加缓凝剂或高效减水剂，以提高混凝土强度并减少用水量及水泥用量，延长混凝土达到最高温度时间减少于缩；尽可能选用最大粒径较大，颗粒形状好且级配良好的粗骨料，避免砂量过多以减少水泥用量及用水量；在满足泵送和施工的前提下用低流动性混凝土，严格控制水灰比，减少单位体积混凝土用水量。②降低混凝土浇筑温度。在高温季节要降低原材料温度，在环境温度较低的早晚浇筑；避免吸收外部环境热量，运输工具、泵送管路尽量遮荫，防止混凝土升温；埋设冷却水管，通人冷水降温。③分层分块浇筑。④表面保温与保湿。要尽量长时间地保温和保持混凝土表面湿润，让其表面慢慢冷却、干燥，使混凝土能够增长强度以抵抗开裂拉应力。主要有蓄水养护和覆盖洒水养护两种方式，养护时间一般不少于14d。
　　4、施工方面原因造成的裂缝预防措施
　　此类裂缝预防措施如下：①加强模板施工的过程管理。模板及其支架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性，在振捣过程中派专人进行看模，防止松扣下沉现象发生；试块强度达到设计允许值时方能拆模。②混凝土的成品保护。对浇筑好的板面，必须在混凝土强度达到1.2N／mm2后方可上人。③钢筋绑扎施工加强对负弯矩筋的管理。加密支撑马凳的间距、确保板面负弯矩筋的保护层厚度。④振捣方式方法必须正确。振捣易快插、慢拔。振捣时间过短，混凝土不均匀；时间过长，易导致严重浮浆。
　　综上所述，混凝土结构裂缝问题一直严重困扰着混凝土的施工质量，在混凝土生产以及施工过程中有针对性地采取预防措施，尽可能采取有效的技术措施控制裂缝，使结构尽量不出现裂缝，或尽量减少裂缝的数量和宽度，特别是避免有害裂缝的出现，以确保工程质量，使建筑物具备良好的耐久性和结构稳定性。

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