混凝土裂縫影響因素分析及其控制措施

【摘 要】混凝土裂縫是混凝土構(gòu)件中常見的質(zhì)量通病，裂縫的產(chǎn)生不僅會混凝土構(gòu)件的美觀性、耐久性、載荷能力產(chǎn)生嚴(yán)重影響，也會對構(gòu)件工程的安全使用造成隱患。為了使混凝土裂縫問得到有效控制，保證混凝土結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量，本文針從混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進行分析，并從混凝土構(gòu)件的設(shè)計、材料、施工及養(yǎng)護方面提出了相應(yīng)的預(yù)防和控制技術(shù)措施，可為混凝土工程控制裂縫方面的研究提供重要的參考價值。

【關(guān)鍵詞】混凝土工程；裂縫；影響因素；分析；控制措施

1.前言

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展發(fā)展及城市化建設(shè)步伐加快，高層建筑、大型橋梁等工程日益增多，混凝土結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代工程建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。但眾所周知，混凝土裂縫一直是影響其工程質(zhì)量和使用功能的主要質(zhì)量通病，主要受荷載、環(huán)境、受力狀態(tài)等等多方面因素的綜合影響，致使混凝土裂縫難以控制。裂縫的存在會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物抗?jié)B性能降低，鋼筋過早銹蝕膨脹，引起混凝土的剝落，降低其適用性、耐久性及安全性。本文在研究混凝土裂縫形成的原因的基礎(chǔ)上，重點探討了影響混凝土裂縫因素，并提出了針對性的控制措施，以確保混凝土結(jié)構(gòu)的安全性與適用性。

2.混凝土裂縫的分類

在實際工程建設(shè)中，混凝土裂縫的種類主要可分為：（1）溫度裂縫：混凝土澆注結(jié)束以后，由于施工環(huán)境與混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在溫差，致使混凝土固化不均勻，導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)；（2）結(jié)構(gòu)裂縫；多出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)截面突變、應(yīng)力集中以及負(fù)彎矩較大處；（3）收縮裂縫；主要由混凝土因碳化收縮、硬化收縮以及塑性收縮不均勻造成的。（4）沉降裂縫；基礎(chǔ)底板下土層存在沉降差異時，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)整體受力不均勻，使得某些部位出現(xiàn)拉應(yīng)力集中現(xiàn)象，進而導(dǎo)致沉降裂縫的出現(xiàn)等。

3.裂縫產(chǎn)生的原因分析

3.1 設(shè)計因素

（1）鋼筋構(gòu)件設(shè)計。實踐表明，帶肋鋼筋與混凝土間有更好的機械咬合力與粘結(jié)能力，抗裂性能好，在混凝土中進行細(xì)而密的配筋， 鋼筋將約束混凝土的塑性變形， 可提高混凝土的抗裂能力。

（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響。結(jié)構(gòu)構(gòu)件過大會使其變形能量不能有效及時的釋放，容易導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

（3）截面特征的影響。不同的截面類型，水化熱散熱不同，溫度梯度變化較大，從而在混凝土內(nèi)部與表面形成過大的降溫梯度，產(chǎn)生拉應(yīng)力。若拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強度，就會導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

（4）后澆帶設(shè)置不合理。在混凝土構(gòu)件中設(shè)置后澆帶可以解決超長混凝土收縮變形的問題，如果后澆帶設(shè)置間距過大， 容易引起混凝土開裂。

3.2 施工因素

（1） 混凝土澆筑方法不當(dāng)。 如結(jié)構(gòu)構(gòu)件豎向、水平結(jié)構(gòu)同時澆筑時， 連接部位澆筑不當(dāng)； 鋼筋密集及預(yù)留管道部位振搗不密實。

（2）施工環(huán)境的影響。混凝土澆筑完成后，受氣溫變化影響，形成溫度梯度，造成溫差與溫度應(yīng)力，使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。

（3）養(yǎng)護方法的影響。 混凝土早期失水， 造成混凝土干縮裂縫； 忽視補償收縮混凝土的養(yǎng)護， 膨脹劑未發(fā)揮作用；大體積混凝土養(yǎng)護保溫、保濕、測溫不當(dāng)， 技術(shù)落后等原因。

（4）運輸影響。若混凝土運輸時間過長，則混凝土攪拌時間也過長，從而會導(dǎo)致產(chǎn)生離析現(xiàn)象嚴(yán)重。當(dāng)外界溫度過高時，還會出現(xiàn)混凝土早凝或假凝問題，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

3.3 材料因素

（1）配合比不合理。 水泥用量高、水灰比過大； 外加劑、硅灰等摻合料摻量過大； 水泥水化熱過大或不摻粉煤灰， 造成混凝土升溫過快、內(nèi)外溫差過大。

（2）采用水化熱較高的水泥或早強水泥。 如某工程對配合比沒有進行仔細(xì)研究， 結(jié)果采用了早強水泥，造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件因混凝土收縮開裂嚴(yán)重。

（3）骨料含泥量過高、骨料級配不良。

（4）外加劑未達到要求。

4.混凝土裂縫的控制措施及方法

4.1 設(shè)計方面的控制措施

（1）為了盡量削弱地基水平阻力對底板的約束作用，可在底板聚氨酯涂料防水保護層上干鋪雙層油氈布作為滑動層，且為了防止混凝土漿進入，在上下層接口處要采用聚氨酯涂料進行封口。

（2）優(yōu)化砼配合比。在保證設(shè)計強度要求的前提下， 盡可能減少水泥用量或使用水化熱低的水泥以降低水化熱。另外，外加劑的摻入可以在保證坍落度的情況下降低水灰比， 從而減少泌水現(xiàn)象，以增加混凝土的密實性， 減少混凝土的收縮變形。

（3）合理設(shè)置后澆帶。在大面積混凝土施工中，應(yīng)合理設(shè)置后澆帶，可使部分應(yīng)力得以釋放，減輕約束作用，同時也可利用澆筑塊的層面進行散熱，降低混凝土內(nèi)部的溫度。從而減少混凝土結(jié)構(gòu)的收縮變形。

4.2 材料方面的控制措施

（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早期強度高的水泥。

（2）采用合理的配合比，對降低水化熱、增加密實性、增強混凝土后期強度都有重要影響。使混凝土的的砂、石原材料及含泥量等應(yīng)符合規(guī)范要求。同時，還要嚴(yán)格控制粗細(xì)集料的質(zhì)量及其堿性氧化物的含量，避免產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)。

（3）積極采用摻合料和混凝土外加劑，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱和改善混凝土的工作性能。但應(yīng)嚴(yán)格檢驗摻入外加劑混凝土的性能指標(biāo)及均勻性指標(biāo)，包括減水率，含氣量、抗壓強度比、收縮率比、總堿量、氯離子含量等。

（4）正確掌握好混凝土補償收縮技術(shù)的運用方法。對膨脹劑應(yīng)充分考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果，應(yīng)通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量，嚴(yán)格控制氧化鎂含量、堿含量、細(xì)度、凝結(jié)時間等指標(biāo)。

4.3 施工方面控制措施

通過改善混凝土的施工工藝， 不僅可以減少砼的收縮和提高其極限拉伸值。還能加快水化熱能的散失，從而減少裂縫的產(chǎn)生，具體措施可從以下幾個方面進行改進與加強：

（1）嚴(yán)格控制好模板的使用和拆除時間， 這對于降低大體積混凝土的溫度收縮裂縫具有重要意義。

（2）還要嚴(yán)格控制坍落度，決不允許現(xiàn)場加水，采用全面分層分段澆筑，并控制好混凝土的澆筑質(zhì)量，對于沁水和浮漿等現(xiàn)象做出合理的處理，防止出現(xiàn)不均勻性。

（3）施工單位要做好混凝土的澆搗工作。并應(yīng)在澆搗成型后，嚴(yán)格控制好混凝土的的濕潤養(yǎng)護工作。對澆筑后的砼進行二次振搗， 不僅能增加混凝土的密實度，增強混凝土與鋼筋的握裹力， 還可以將抗壓強度提高10%～20%， 從而提高墻體抗裂能力。

（4）夏季施工時應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫入模、低溫養(yǎng)護，以降低混凝土原材料的溫度。

5.結(jié)論

綜上所述，混凝土裂縫問題是混凝土構(gòu)件中一個綜合性、系統(tǒng)性的問題，涉及到諸多的內(nèi)容，為了保證混凝土構(gòu)件的質(zhì)量管理，不但要注意設(shè)計因素、施工工藝因素、材料因素等，還應(yīng)建立完善質(zhì)量管理體系，加強質(zhì)量監(jiān)督。應(yīng)控制工程建設(shè)的各個環(huán)節(jié)，切實將質(zhì)量管理落實到位，才能保證混凝土構(gòu)件的工程質(zhì)量，促進混凝土在工程建設(shè)中的進一步發(fā)展。

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作者簡介：

武尚 （1984-），男，安徽宿州人，碩士研究生，主要從事巖土工程勘察及地質(zhì)災(zāi)害治理相關(guān)方面的工作。