混凝土建筑结构裂缝原因与应对措施

 摘要：近年来，我国现代工程建设规模日益扩大，建筑结构形式呈现多样化发展趋势，人们对建筑质量也提出了更高的要求。混凝土材料作为重要的建筑材料，其缺点为抗拉强度低、韧性差等，这些特性导致裂缝问题频发。据相关数据显示，在建筑工程质量问题投诉中，90%以上都为建筑混凝土裂缝问题，因此如何做好混凝土结构裂缝处治工作显得尤为重要。本文在充分了解混凝土建筑结构裂缝产生原因的基础上，针对当前发展情况，提出了相应的处理措施，以期为有效解决混凝土结构裂缝问题提供一份保障。

关键词：混凝土结构；建筑工程；裂缝；原因

1裂缝形成的机理

作为一种多相非均匀脆性材料，水泥、骨料等是构成混凝土的主要材料。相关研究分析表明，如环境温度、湿度等产生相应改变，混凝土体积也会随之改变，且其内部极易发生变形现象。因混凝土内材料较多，且性能各不相同，因此变形呈现出不均匀性。其中水泥石与骨料之间的收缩成相反趋势发展，也就是说当水泥石具有较大收缩时，则骨料具有较小收缩。与此同时，各类材料间的变形又相互制约，并不具备自由性，因此有细微裂缝产生于混凝土内部，此类裂缝主要存在于骨料粘结水泥的面上，顺着骨料周围产生。根据裂缝产生情况，一般可将裂缝产生机理归结为以下2点：（一）素混凝土构件裂缝产生机理。以混凝土自身来讲，往往认为裂缝产生的机理在于混凝土材料变形受约束所产生的内应力在材料抗拉强度以上。在拉应力作用下，混凝土裂缝的宽度、长度等都有所增加。相比混凝土自身抗拉强度，当拉应力过大时，此类裂缝则会出现贯通现象，且宽度快速增加。（二）钢筋混凝土构件裂缝产生机理。如混凝土构件内配置了相应的钢筋材料，两者材料共同受力，且相互制约，此时可通过“粘结-滑动”原理理解混凝土裂缝产生机理。换言之，此类裂缝的出现，主要原因在于两者间变形不再协调，进而产生相对滑动现象。

2混凝土建筑结构裂缝产生原因

2.1材料问题

（一）干燥收缩。据大量实践表明，将水添加到水泥内后，极易形成水泥硬化体，此时将降低其绝对体积。水由毛细孔缝内渗出，形成毛细压力促使混凝土出现毛细收缩现象。这种情况下，0.1%~0.2%则为水泥砂浆的干缩值，0.04%~0.06%则为混凝土的干缩值，0.06%~8%则为泵送流态混凝土的干缩值，此时，0.01%~0.02%为混凝土极限拉伸值，因此极易产生干缩裂缝。（二）温差收缩。一般情况下165~250J/g为水泥水化热的范围，在不断增加混凝土内水泥量的情况下，其绝热温升将不断增加，最高可达到80℃左右。通过分析可见，如10℃为混凝土内部与外部之间的温差值，则0.01%为其冷缩值；如20~30℃之间为温差范围，则0.02%~0.03%为其冷缩值范围，此时，相比混凝土极限拉伸值，其冷缩值较大，则易产生混凝土裂缝。

2.2设计问题

混凝土与钢筋是钢筋混凝土结构内极限状态承载力的主要承担者，按照地基条件、环境因素等结构设计时可进行荷载裂缝的有效控制。针对结构变形作用产生的裂缝，目前存在两种看法，其一，设计规范规定不明确，具有一定灵活性，导致裂缝计算时缺乏相应的规范规定，设计方式选择极为随意；其二，设计规范规定较为明确，存在计算荷载裂缝的相应公式，但有允许宽度限制，如无法全面考虑结构变形裂缝，则同样会导致裂缝产生，或数量增加。

2.3施工管理问题

在混凝土质量影响因素中，如混凝土配合比设计不准确、砂石级配不正确、浇筑及振捣混凝土不到位、施工缝设置不合理等，都是后期裂缝产生的直接因素。除此之外，如施工人员素质低，施工时不认真、马马虎虎等这些人为因素也会引发混凝土结构开裂。

3混凝土建筑结构裂缝控制措施

3.1补偿收缩混凝土的应用

作为一种适度膨胀的混凝土，补偿收缩混凝土的应用，可对混凝土的应力应变状态进行有效改善，能够在无害裂缝允许范围内合理控制混凝土裂缝，避免裂缝扩展。据相关技术要求表明，在湿养护混凝土时，0.8%为混凝土配筋率条件下，其可产生0.02%~0.03%的限制膨胀率，该值在0.015%以上。此时，0.2~0.7mpa为混凝土内预压应力的范围，这种情况下，致使混凝土裂缝产生的所有或大多数应力都会被预压应力所抵消。除此之外，还能对混凝土收缩产生过程起到推延作用，在该阶段混凝土抗拉强度增长幅度加大、待混凝土收缩进行时，其不断增长的抗拉力，将对收缩应力产生有效抵抗作用，进而避免裂缝产生。目前，常选用膨胀水泥、膨胀剂作为补偿收缩材料，主要膨胀剂类型如表1所示。

3.2UEA膨胀剂的应用

（一）用于结构自防水。膨胀剂是补偿混凝土收缩的主要方式，在水泥内适量添加UEA膨胀剂，可进行补偿收缩混凝土制作。据大量实践表明，其抗裂性能良好，抗渗等级在S30以上，相比UEA不掺加的混凝土材料，其后期强度增长幅度较大，作为一种良好的抗裂防渗材料，在混凝土建筑结构自防水中应用较广。（二）UEA无缝设计。因混凝土存在收缩变形现象，为更好提高工程质量，避免结构开裂，可将一道后浇带以间隔30m左右距离设置到指定位置，随后填缝，可选用的材料为膨胀混凝土。但这种施工方式过于复杂，且极易存在渗水问题。为此，可取消后浇带设置，选用UEA膨胀加强带，满足混凝土连续浇筑超长结构设计施工要求，如图1所示。该施工方式需将一定膨胀应力施加到结构最大收缩应力位置，并将密孔铁丝网设置到加强带两侧，避免加强带内渗入各类配比的混凝土。施工过程中，可先进行带外低膨胀混凝土浇筑，随后进行加强带浇筑，此时应选取高膨胀混凝土用于加强带，与两侧混凝土强度等级相比，此位置的混凝土等级需高出一些，以此不断浇筑施工，直至达到无缝施工要求。

3.3结构设计措施

因环境因素、施工条件等影响，墙体极易产生纵向收缩裂缝，特别是高混凝土强度等级的材料，裂缝产生几率更高。据相关数据显示，可在0.4%~0.6%之间合理控制墙体水平构造钢筋配筋率，宜在150mm以内控制水平筋间距。因底板、楼板对墙体约束极强，进而出现混凝土胀缩不均匀现象。为此，可将一道水平筋安设到墙体中间位置，以此有效避免墙体裂缝产生。在墙体连接柱子的结构内，因墙、柱两者之间具有相差悬殊的配筋率，且因应力过于集中，极易有纵向收缩裂缝产生于和柱子相距1m左右的墙体内。此时，可将水平附加筋设置到墙柱连接位置，2000mm为附加筋最大长度，可向柱子内埋入300mm左右，向墙体内埋入1600mm左右，且有效提升该位置的配筋率，以此实现墙柱之间应力分散的目的，防止产生纵向裂缝。

3.4施工措施

合理确定混凝土配合比设计，保证满足施工要求。准确确定各类混凝土材料用量，保证级配正确。浇筑混凝土结构之后，需及时做好地下室柔性防水层及保护层。针对地上结构，则需及时完成外墙围护结构。且将防水层、保温层设置到屋面工程，做好各项施工工作。在施工的各个环节，应加大人工施工力度，做好施工人员质量、安全培训工作，避免施工事故发生，做好人身安全保障工作，最大限度提升工程质量及安全性。

4结束语

综上所述，长久以来，混凝土裂缝问题一直都是建筑工程行业研究的主要课题。据大量工程实践表明，混凝土裂缝的存在具有绝对性，无裂缝则属于相对的。所有建筑物都存在裂缝产生的几率，且其具有活动性，时时变化。裂缝往往被看做是建筑物损坏的开端，人们普遍认为裂缝是建筑工程危险的先兆。为此，如何防治混凝土建筑结构裂缝，如何有效控制裂缝扩展显得尤为关键。基于此，必须充分掌握混凝土建筑结构裂缝的发生原因，往往认为设计、施工等各个环节施工不到位，或材料质量不合格等都会出现结构裂缝，为此，必须有针对性地选择应对措施，才能真正控制裂缝发展，才能降低裂缝危害。

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