混凝土工程裂缝的研究

 摘要： 随着我国建筑业的迅速发展，人民生活质量的不断提高，对于住宅工程质量的要求也越来越高。由于商品混凝土及其它新型建材的应用，混凝土强度的提高，坍落度加大，现浇混凝土楼板的约束性增强，混凝土的收缩增大，从而造成混凝土现浇板产生的裂缝越来越多。本文主要阐述混凝土开裂发生的原因及防治方法。 

　　关键词： 混凝土；裂缝；预防 

　　0 引言 

　　水泥混凝土由于水泥本身的性质和混凝土在硬化过程中或硬化后在其他外界不利因素的影响下，极易产生裂缝。从裂缝的大小上来分，可分为允许的裂缝和不允许的裂缝。微缝一般裂缝宽度在0.03mm以内，用肉眼是看不见的，这种细小裂缝的分布是不规则、不连贯的，这种裂缝是由于水泥砼本身的收缩引起的。凡用水泥做粘结料所形成的砼，这种收缩是不可避免的，由于裂缝宽度较小，对砼结构无多大影响，大量实践已证明了这一点。宏观裂缝一般裂缝宽度大于0.03mm，用肉眼可以看到，产生这种裂缝，一般是在微裂的基础上，由于受到外荷载作用，较大的温差变化，施工管理和施工方法不当等因素的影响，使裂缝逐渐增大，把不连贯的裂缝互相连在一起，形成宽长的裂缝，此种裂缝对结构影响很大，应尽量避免出现。为控制砼产生裂缝，尤其是宏观裂缝，有必要找出裂缝的原因，采取有效的措施，避免裂缝的发生。 

　　1 建筑施工中混凝土裂缝产生的原因 

　　1.1 温度变化引起的裂缝：由于混凝土具有热胀冷缩的性质，因此，混凝土所处的外部环境或结构内部温度发生变化时，就会发生变形。如果变形遭到约束，结构内部就会产生应力，当混凝土的抗拉强度小于产生的应力时就会产生温度裂缝。温度应力在某些大跨径的桥梁中，甚至能够达到甚至超过活载应力。随着温度的变化扩张或合拢是温度裂缝区别其他裂缝最主要的特征。 
1.2 施工工艺质量引起的裂缝：在混凝土结构的浇注、构建制作、起模、运输、对方以及拼装和吊装的过程中，如果施工工艺不合理或施工质量低劣，就会产生纵向、横向以及斜向、竖向、水平和表面以及深进的和贯穿的各种裂缝，对以细长的薄壁结构更是容易出现。由于产生裂缝的原因不同，因此，出现裂缝的部位、走向以及宽度也不相同。混凝土保护层过厚，使承受负弯矩的受力钢筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝；混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其他荷载裂缝的起源点；如果浇筑混凝土速度过快，混凝土的流动性比较低，硬化前沉实不足，硬化后沉实又过大，会在浇筑后产生裂缝；混凝土搅拌和运输的时间太长，这样水分蒸发过多，从而使混凝土的塌落度降低，这样混凝土的体积上产生收缩裂缝；用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其他原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝；混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在浇混凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝；采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间黏结力小，或后浇混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂缝；混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。 
1.3 收缩引起的裂缝：由于收缩引发的混凝土裂缝在混凝土工程中是十分常见的，在混凝土收缩中类中，影响混凝土体积变形的主要因素有干缩、炭化收缩以及塑性收缩和自生收缩等。收缩裂缝是混凝土因收缩而发生的体积变化，收缩裂缝根据产生的原因主要有：化学收缩裂缝、水分蒸发产生的裂缝、沉缩裂缝、温度裂缝、约束裂缝等。它主要包括塑性收缩裂缝和干缩裂缝。塑性收缩裂缝，主要发生在初凝开始，进行养护之前.此时水泥水化反应剧烈，会出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩。收缩时，表层受到深层混凝土以及模板、钢筋的制约，使由软变硬中的塑态混凝土产生拉应力，从而形成微裂缝。干缩裂缝，大概在混凝土养护结束后或混凝土浇筑完后的一周左右，混凝土内外水分蒸发程度不同，最终会导致混凝土的变形不同，从而产生干缩裂缝。 

　　2 混凝土裂缝的预防措施 

　　通过认为的措施，是可以对设计和施工方面的因素进行调整的，对这些因素可以加以改善甚至是完全避免。但是由于干缩是混凝土本身固有的特性，因此，我们无法完全避免混凝土自身的干缩变形，为了减少混凝土裂缝的产生以及宽度，我们只有改善影响混凝土发生干缩变形的各个因素。以预防为主加强对混凝土裂缝的控制方法，在施工过程中要尽量做好过程控制，尽量按照设计和施工规范进行操作，尽早处理和补救微小的裂缝。针对现场实际可能出现的情况提出以下控制措施和建议。
2.1 严格控制混凝土施工配合比：配比控制主要是在混凝土搅拌时要严格控制。一般在施工时，都会有经实验室试配检测的标准配比单，施工时要按配比单所示之各集料用量比例进行配料。现在一般都有自动进料系统。另外我们还要控制用水量，用水量也很关键，水灰比直接影响混凝土强度。为了提高混凝土的抗裂强度，应当选择级配良好的石子以减少空隙率、砂率和收缩量。 
2.2 严格控制混凝土的温度应力：产生温度裂缝最根本的原因是温度应力，要想不产生温度裂缝，应当将内外温差控制在20-25℃以内。在保证混凝土强度的前提下，尽量减少水泥用量和混凝土用水量；降低混凝土的入模温度，气温较高时，在砂石堆厂以及运输设备商搭设简易遮阳装置，采用冰水拌制混凝土等方式达到规范要求的浇注温度不超过28℃。 
2.3 做好裂缝计算：设计单位不仅要计算钢筋混凝土结构体系，还应根据施工的实际状况对易产生裂缝的部分进行裂缝计算，此外，还要选择合理的混凝土强度等级和钢筋。 
2.4 做好混凝土的浇筑和振捣：为了避免基层和模板过多的吸收混凝土的水分，应当待基层和模板用水浸透后再进行混凝土的浇捣，在浇捣过程中，尽量做到振捣充分又不过度。为了避免在浇捣楼板过程中发生踩弯面负筋的现象，应当派专人护筋。为了避免大梁承受支座负弯矩而产生不均匀沉降裂缝，应在大梁两侧的面层内配置通长钢筋网片。对于浇捣完的混凝土应当及时进行温度和湿度方面的养护。只有混凝土强度达到设计以及施工规范要求的情况下才能拆除支撑和模板。此外，根据设计提供的承载力限制将材料进行合理的堆放。 
2.5 做好后浇带的施工：在认真领会设计意图后制定施工方案，然后在进行后浇带的施工。对于在后浇处出现混凝土不密实以及不按图纸要求留企口缝的行为一定要严厉的杜绝。 

　　3 结束语 

　　裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，由于它的出现会降低建筑物的抗渗能力和承载能力，因此对混凝土的各类裂缝要区别对待、认真研究，并在施工中采取各种有效的措施来预防裂缝的出现和扩大，保证建筑物和构件安全、稳定地使用。 

　　参考文献： 
[1]江传良，冼巧玲.钢筋混凝土结构裂缝分析及其防治[J].科学技术与工程，2006（01）. 
[2]耿鸥.现浇钢筋混凝土板裂缝原因分析及防治措施[J].东南大学学报，（9）：44-45.
[3]冯耐谦.混凝土裂缝的预防与对策[M].北京：机械工业出版社，2006.