浅析混凝土常见的裂缝成因与控制预防措施

2015-04-16贾明四川路桥建设股份有限公司机械化施工分公司四川双流610200

建材与装饰 2015年2期

关键词：预防措施塑性模板

贾明（四川路桥建设股份有限公司机械化施工分公司四川双流610200）

浅析混凝土常见的裂缝成因与控制预防措施

贾明
（四川路桥建设股份有限公司机械化施工分公司四川双流610200）

本文简要介绍混凝土结构裂缝类型以及产生的原因和控制预防措施。

混凝土结构；裂缝；裂缝类型；裂缝产生原因；裂缝预防措施

1　引言

混凝土结构裂缝是施工中的一个带有普遍性的质量问题。混凝土建筑结构、构件出现裂缝，不仅有损外观，而且对于承重混凝土结构，可能会造成整体性破坏，刚度降低，钢筋腐蚀，直接影响混凝土质量，建筑物安全以及使用寿命。因此，在工程施工中必须采取有效的控制预防措施来控制工程裂缝。

2　混凝土结构裂缝类型及成因

混凝土结构裂缝的成因非常复杂，甚至是多种因素互相影响的结果，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种原因，其中最常见的是混凝土结构早期裂缝，有以下几种：

2.1塑性沉降裂缝

该种裂缝形成的重要因素是混凝土骨料下沉过程中遇到障碍。塑性沉降裂缝大部分产生在混凝土浇筑以后0.5～3h之间，此时混凝土还是塑性形态，混凝土表层的水分蒸发以后马上形成，顺着梁和板上面钢筋的方向产生，重点是因为混凝土塌落度高、沉陷太大。此外在作业时假如钢筋没有绑扎牢固、模板位移沉陷过程中也会产生塑性沉降裂缝。

2.2干缩裂缝

干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。环境相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越容易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05～0.2mm之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

2.3塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝是混凝土浇筑后，在塑性状态时表面失水过快造成的。这类裂缝多在表面出现，形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状，深度一般不超过50mm。产生的原因主要是混凝土浇注后3～4h左右表面没有被覆盖，特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快，或者是基础、模板吸水过快等原因造成混凝土产生急剧收缩，此时混凝土强度很低，不能抵抗这种变形应力而导致开裂。

2.4沉陷裂缝

沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大，模板支撑变形或支撑底部松动等所致。特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

2.5温度应力裂缝

温度应力裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热，（当水泥用量在350～550kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500～27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高），由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力（实验证明当混凝土本身温差达到25～26℃时，混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。

2.6化学反应引起的裂缝

1.1 一般资料选取我院2017年1月-2018年1月长期门诊血液透析的终末期肾病患者共40例。临床诊断均符合《KDIGO指南》制定的标准，其中男性21例，女性19例，年龄40-50岁，血透病程3-7年，该40名患者由临床药师参与患者全程化管理，包括纠正患者贫血的个体化治疗方案及患者的用药教育。记录患者基本信息，包括性别，年龄，体质量、身高，合并用药，和疾病状态等。⑴纳入标准：长期并定期于我院进行维持性血液透析的门诊患者。⑵排除标准：非肾性贫血、肿瘤等其他疾病；严重心、肝、肺等其他重要器官功能障碍；急性脑卒中或严重意识障碍者。

混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土疏松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。

2.7施工工艺质量引起的裂缝

在钢筋混凝土结构浇注、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理，施工质量低劣，可能产生各种形式的裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生原因而异，比较典型且常见的如下：①钢筋混凝土保护层过厚，或乱踩绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的钢筋保护层加厚，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。②混凝土震捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或形成其它荷载裂缝的起源点。③混凝土浇注过快，混凝土流动性较低在硬化前因混凝土振捣不足，硬化后沉实过大，容易在浇注数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝。③混凝土搅拌、运输时间过长，水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。⑤混凝土分层或分段浇注时，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。⑥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。⑦施工时模板刚度不足，在浇注混凝土时模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。⑧施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

3　混凝土结构裂缝的控制预防措施

3.1塑性沉降裂缝的控制预防措施

塑性裂缝控制预防的措施如下：①在满足施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度，增加混凝土的和易性；②施工过程中应密切观察模板的位移与变形，混凝土浇捣需密实，不能漏振、过振使混凝土离析分层。

3.2干缩裂缝控制预防措施

3.3塑性收缩裂缝控制预防措施

塑性收缩裂缝控制预防措施如下：①水泥选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。②严格控制水灰比，掺入高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。③施工单位在浇注混凝土后要及时覆盖养护，增加环境湿度，在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。

3.4沉陷裂缝的控制预防措施

沉陷裂缝的主要控制预防措施：①对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。②保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，有预压要求的模板必须按要求进行预压。③防止混凝土浇筑过程中地基被水浸泡，以免地基塌陷。③模板不能拆除过早，要达到规定的时间与强度之后才能拆除。⑤在冻土上搭建模板要对冻土进行加固措施，防止冻土融化对模板的影响。

3.5温度应力裂缝的控制预防措施

温度应力裂缝的主要控制预防措施有：①尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等，用以降低混凝土的发热量和温度。②减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。③在满足施工的前提下尽量降低混凝土水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。③改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量降低水化热。⑤降低混凝土的浇筑温度，在高温的季节需要降低原材料的温度，如水，砂石料等的温度。⑥在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。⑦加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。

3.6化学反应引起的裂缝的控制预防措施

化学反应引起的裂缝的主要控制预防措施：①选用碱活性小的砂石骨料。②选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。③要选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。

3.7施工方面原因造成的裂缝控制预防措施

此种裂缝防范方法主要有：①严格依照作业计划作业。②增强模板作业的过程管控。模板和支架一定要有强大的承载性能、强度与稳固性，在振捣时要指派工作人员加以看模，避免松口下沉问题产生；试块刚度合乎设计要求时才能把模板拆掉。③增强混凝土的成品养护，对浇筑完成的板面，一定要在混凝土强度实现了后1.2N/mm2才能够上人。③钢筋绑扎作业增强对负弯矩筋的管控。缩小支撑马凳的距离、保证板面负弯矩筋的保护层厚度。⑤振捣方法务必准确，振捣应当快速插下，缓慢拔出。振捣时长不够，混凝土无法达到要求的均匀程度；时长太长，容易造成浮浆问题。