混凝土结构裂缝产生的原因及预防处理

2020-02-17白建平

建材与装饰 2020年20期

白建平

（中建七局第四建筑有限公司，陕西西安 710016）

0 前言

混凝土在浇筑的过程中可能会出现非弹性变形的现象，即“徐变变形”，在工程上“徐变变形”具有强度大、变形程度较大等特点，所以当混凝土结构发生“徐变变形”时，其内部质点将会发生滑移运动，降低混凝土内部约束力，同时其内部温度也会逐渐降低，致使混凝土的预应力减少，使整个建筑工程结构产生裂缝，因此在施工过程中应该高度重视裂缝问题，采取一些有效的预防措施进行处理，最大限度降低裂缝问题。

1 混凝土结构裂缝分类

1.1 结构性裂缝

这种裂缝产生的原因多种多样，具体可分为以下几种：设计阶段不合理产生的裂缝；施工过程不严谨产生的裂缝；使用不合理产生的裂缝。裂缝是无法完全避免的，任何一个环节都会出现，因此必须做好裂缝预防工作。

1.2 非结构性裂缝

非结构性裂缝是因混凝土变形产生的，这种裂缝的产生在施工阶段与使用阶段，或者是日积月累的影响下逐渐发生变形。非结构性裂缝主要分为以下几种：

1.2.1 收缩裂缝

干燥收缩裂缝：收缩裂缝是湿度不断变化而造成的，当建筑物所处的环境较为湿度，建筑物中混凝土会吸收空气中的水分，这就促使建筑物发生膨胀现象。当遇到阳光暴晒时，混凝土中的水分会快速蒸发，从而导致混凝土出现细小的裂纹。

塑性收缩裂缝：这种裂缝大多发生在混凝土浇筑完成后，在凝固过程中形成的裂缝。

1.2.2 温度裂缝

温度裂缝是由温差造成的。温差产生的条件有很多，包括工程施工周期长、经历的季节多、建筑工程当地的白天与夜晚温差较大、施工场地内外温差大等各种原因都会造成裂缝产生，比如我国南方四季温差较小，就使得产生裂缝的概率较小，北方则与南方相反，所以产生裂缝的可能性较高。

1.2.3 沉降裂缝

现阶段，一部分建筑物在打造地基时没有将地面铺平，导致建筑物后期发生沉降。同时不同位置压力不同，产生的沉降高度也会有差别，极易出现混凝土错位而引起裂缝产生。

2 混凝土结构裂缝产生的原因

2.1 收缩裂缝产生的原因

在混凝土配比过程中在水泥中加入适量的水，这样就会促使水泥搅拌更加轻松，但是这些水会在水泥搅拌、凝固过程中挥发，导致混凝土体积变小，混凝土内部出现细小空隙，这些空隙在建筑环境相对潮湿的情况下，吸收空气中水分，经过太阳暴晒又会挥发，从而产生裂缝。

塑性收缩裂缝：①混凝土浇筑之后，施工人员没有立刻覆盖建筑物，导致混凝土水分蒸发太快，体积迅速变小，导致混凝土强度不够，不能有效的承载变形而引起拉应力。②在混凝土配比中使用了许多砂石，或者水灰比例太大。③在振捣混凝土过程中没有达到相关要求，导致振捣完成后的混凝土内部留有空隙。

2.2 温度裂缝产生的原因

在建筑工程施工过程中，不能保证每日温度数值、室内外的温度数值或者昼夜的温度差完全一致，由此可见，温度裂缝的产生是无法避免的。在温度变化极端的天气下，裂缝产生的速度，数量都会增加，而这些裂缝将影响建筑安全，正常情況下夏天比冬天出现的裂缝要小。混凝土搅拌过程是一个散热过程，如果混凝土中的热量无法挥发，水泥的温度会持续加高，在进行浇筑工作时混凝土在模板中逐渐凝固，其热量也会下降，这样就会产生很大的温差，从而产生裂缝。此外，如果白天的温度高，夜晚的温度低，混凝土在白天将无法散热，持续的高温在凝固过程中迅速下降，产生裂缝的程度和可能性也会不断加大。

2.3 沉降裂缝产生的原因

沉降裂缝就是由于地基不稳而造成的裂缝，这种裂缝在后期无法补救，只能在施工过程中，打好坚实、平稳的地基。

（1）建筑工程地基软硬不均匀，没有将所有地面进行夯实或加固处理，如此一来地面就留有空隙，在混凝土筑完成之后随着压力的逐渐施加，会造成有空隙的地基下沉。

（2）混凝土结构每个部分负载压力不同，并且没有采用相关技术进行加固，地基不均匀下沉后造成结构应力集中。

（3）混凝土支撑模板不牢固。在浇筑完成后，混凝土模板没有进行加固处理，导致内部空间太大或者太早拆除模具，混凝土的性能无法完全发挥出来。

（4）如果施工日期在冬季，地面会产生冻土，在冻土上打造地基，一旦地面解冻，将会造成严重的工程结构凹陷，或者混凝土开裂。

3 预防混凝土裂缝的有效处理措施

3.1 预控计算结构应力

在进行混凝土结构应力与控制计算中，应该综合考虑温度变化对混凝土形态的影响，通过对该工程实例研究计算得知，该高层建筑在0-30h之间，首先要了解温度变化对混凝土结构的影响情况，并对各时间阶段混凝土结构的绝热温升和温差数据进行记录，通过计算得知，龄期为3d的混凝土，其内部绝热升温可达到51℃，龄期为6d 的混凝土，其内部绝热升温可达49℃，龄期为9d 的混凝土，其内部绝热升温可达到45.3℃，龄期为12d 的混凝土，其内部绝热升温可达到36℃。因此混凝土在不同施工阶段，内部绝热温回升有所不同，那么在进行混凝土结构应力预控计算时，应该根据施工龄期进行判断，将混凝土的膨胀量、应力松弛和收缩当量进行判断和完善，再根据水泥的细度、级别和水泥浆量等因素确定混凝土半径和配筋率。

3.2 预防收缩裂缝的有效方法

预防干缩裂缝措施：①严格把控混凝土搅拌过程中的水泥比例、水灰比例，并在混凝土搅拌过程中添加适量的减水剂。②注重混凝土养护工作，在工程施工过程中，要安排专人养护混凝土，并使用养护剂。③根据当地实际情况，选择合适的水泥种类。

塑性收缩裂缝预防措施：①选择收缩比例较小的水泥，或者初期强度高的水泥。②在水泥配比过程中，减少水的比例，添加一些添加剂，这样就可以防止水分蒸发而引起裂缝。③在混凝土浇筑之前，将模板用水浸湿，防止出现湿度不均匀而产生混凝土裂缝。④进行混凝土浇筑工作时，应结合混凝土和易性状况、振捣器作用，确定混凝土摊铺的实际厚度，然后缩短间隔时间，尽可能将每一层浇筑的厚度控制在合理的范围内，当出现浇筑能力不足时，应将浇筑方式改变为推移式，最后填充施工过程中产生的水平施工缝，做好清理工作，清理干净之后调整混凝土水灰化。在此过程中需要注意的是：进行振捣时施工人员应对混凝土的表面情况加以重视，以避免出现分层和空洞情况影响振捣质量。⑤在混凝土浇筑完成后，要做好相应的养护工作，可以在表面撒适量的水。

3.3 温度裂缝预防措施

①严格按照规定好的拆板时间拆除混凝土模板，并做好混凝土保温工作。②在混凝土搅拌过程中可以加入适量的冰块，达到降低混凝土入模温度的目的。③如果浇筑混凝土环境温度太高，可以降低分层材料的厚度，从而增强混凝土散热效果。④根据所处地区的实际情况合理安排施工步骤，如果当地环境温度低于混凝土温度，可以延长拆除模板的时间。