水泥混凝土裂縫成因與控制

是建筑工程中較為普遍存在的問題，筆者根據(jù)施工實(shí)際情況，就其形成原因與控制談一些看法。

一、裂縫產(chǎn)生的形式和種類

(一)設(shè)計(jì)原因

1、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中斷面突變，導(dǎo)致應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫。

2、設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫(偏心、應(yīng)力過大等)。

3、設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過少或過粗等引起構(gòu)件裂縫(如墻板、樓板)。

4、設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形。

(二)材料原因

1、粗細(xì)集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

2、混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。

3、水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大，粉煤灰及礬土水泥收縮值較小，快硬水泥收縮大。

4、水泥等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)原因：水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開裂影響很大?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大，越易開裂。

(三)混凝土配合比原因

1、設(shè)計(jì)中水泥等級(jí)或品種選用不當(dāng)。

2、配合比中水灰比(水膠比)過大。

3、單方水泥用量越大、用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。

4、配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差，導(dǎo)致混凝土離淅、泌水、保水性不良，增加收縮值。

5、配合比設(shè)計(jì)中混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。

(四)施工及現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)原因

1、現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。

2、對(duì)大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。

3、大體積混凝土澆注，對(duì)水化計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。

4、現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

二、裂縫的控制措施

(一)設(shè)計(jì)方面

1、在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)處理好構(gòu)件中“抗”與“放”的關(guān)系。所謂“抗”就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，沒有足夠的變形余地時(shí)，為防止裂縫所采取的有力措施；而所謂“放”就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時(shí)所采取的措施。

2、設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中。

3、積極采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。常見混凝土裂縫中，相當(dāng)部分是由于混凝土收縮而造成的。要解決此問題，可在混凝土中摻用膨脹劑來補(bǔ)償混凝土的收縮。實(shí)踐證明，效果很好。

4、重視對(duì)構(gòu)造鋼筋的認(rèn)識(shí)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視對(duì)于構(gòu)造鋼筋的配置，特別是樓面、墻板等薄壁構(gòu)件更應(yīng)注意構(gòu)造鋼筋直徑和數(shù)量的選擇。

(二)

選材和配合比設(shè)計(jì)方面

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

2、選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。

3、積極采用摻合料和混凝土外加劑。

4、正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。對(duì)膨脹劑應(yīng)充分考慮不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應(yīng)通過大量的試驗(yàn)確定膨脹劑的最佳摻量。

5、配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場，依據(jù)施工現(xiàn)場的澆搗工藝、操作水平、構(gòu)件截面等情況，合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對(duì)現(xiàn)場的砂、石原材料質(zhì)量情況及時(shí)調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場搞好構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作。

(三)施工操作方面

1、澆搗工作：澆搗時(shí)，振搗捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過振或漏振，應(yīng)提倡采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。

2、混凝土養(yǎng)護(hù)：混凝土裂縫防治工作中，新澆混凝土早期養(yǎng)護(hù)尤為重要，可保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。

3、混凝土的降溫和保溫工作：對(duì)于厚大體積混凝土，施工時(shí)應(yīng)充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施(埋設(shè)散熱孔、通水排熱等)，避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。澆搗成型后，應(yīng)采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。

4、避免在雨中或大風(fēng)中澆灌混凝土。

5、夏季應(yīng)注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫入模、低溫養(yǎng)護(hù)，必要時(shí)經(jīng)試驗(yàn)可采用冰塊，以降低混凝土原材料的溫度。

淺議水工混凝土裂縫的預(yù)防與處理摘要：

混凝土的裂縫問題是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問題，本文對(duì)混凝土工程中常見的一些裂縫問題進(jìn)行了探討分析，并針對(duì)具體情況提出了一些預(yù)防、處理措施。關(guān)鍵詞：

混凝土

裂縫

預(yù)防

處理1、概述

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)的多項(xiàng)復(fù)合脆性材料。由于混凝土施工和本身變形和約束等一系列問題，使混凝土產(chǎn)生裂縫，微裂縫通常是一種無害裂縫，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的承重、防滲及其他功能不產(chǎn)生危害。但是受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會(huì)不斷的擴(kuò)展和連通，最終形成我們?nèi)庋劭梢姷暮暧^裂縫，這些裂縫已成為水利工程中常見的工程病害，輕者使混凝土內(nèi)部的鋼筋材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性、使用價(jià)值等。嚴(yán)重的將直接威脅到人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全。因此對(duì)混凝土裂縫的控制已成為水利工程建設(shè)引起高度重視的問題之一

。

近代科學(xué)研究和大量的混凝土工程實(shí)踐證明，在混凝土工程中裂縫問題是不可避免的，在一定的范圍內(nèi)也是可以接受的，只是要采取有效的措施將其危害程度控制在一定的范圍之內(nèi)，對(duì)水工建筑物安全是不會(huì)產(chǎn)生不良影響的。鋼筋混凝土規(guī)范也明確規(guī)定[1]：有些結(jié)構(gòu)在所處的不同條件下，允許存在一定寬度的裂縫。但在施工中應(yīng)盡量采取有效措施控制裂縫產(chǎn)生，使結(jié)構(gòu)盡可能不出現(xiàn)裂縫或盡量減少裂縫的數(shù)量和寬度，尤其要盡量避免有害裂縫的出現(xiàn)，從而確保工程質(zhì)量。

迄今為止，在設(shè)計(jì)時(shí)幾乎所有的混凝土都允許一定范圍內(nèi)開裂，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性方面講，這是沒有問題的。但問題的關(guān)鍵在于一旦出現(xiàn)裂縫，在各種外力的作用下，尤其是水下結(jié)構(gòu)，在高水頭的水壓力以及侵蝕性媒介對(duì)裂縫的破壞性作用，可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)允許開裂的裂縫進(jìn)一步擴(kuò)張和蔓延。比如：前蘇聯(lián)修建的克拉斯諾雅爾期克大壩，靠底孔邊墻原來發(fā)現(xiàn)220條表面縫，但在外界環(huán)境作用下，短短5年時(shí)間后，10%的表面縫發(fā)展成為貫穿性裂縫。這樣的例子并不少見，因此，今后的設(shè)計(jì)除考慮結(jié)構(gòu)外，還應(yīng)該充分考慮環(huán)境因素的長期持久作用。

2水工混凝土裂縫產(chǎn)生的因素

按裂縫產(chǎn)生的原因劃分有：由外荷載（包括施工和使用階段的靜荷載、動(dòng)荷載）引起的裂縫；由變形（包括溫度、濕度變形、不均勻沉降等）引起的裂縫；由施工操作（如制作、脫模、養(yǎng)護(hù)、堆放、運(yùn)輸、吊裝等）引起的裂縫。

按裂縫的方向、形狀劃分有：水平裂縫，垂直裂縫，橫向裂縫，縱向裂縫，斜向裂縫以及放射狀裂縫等。

按裂縫深度劃分有：貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。

水工建筑物產(chǎn)生裂縫因素有以下幾種：

a、大體積混凝土水化時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。

b、混凝土在硬化的過程中，由于干縮引起的體積變形受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時(shí)會(huì)很大，甚至?xí)灤┱麄€(gè)構(gòu)件。

c、在厚度較大的構(gòu)件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂縫。

d、當(dāng)有約束時(shí)，混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮，因?yàn)槭芗s束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，由于混凝土抗拉強(qiáng)度低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂，從而產(chǎn)生溫度裂縫。由于太陽暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見的現(xiàn)象。

e、混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質(zhì)與活性骨料中活性氧化硅等起反應(yīng)，析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質(zhì)中吸水膨漲，體積增大三倍，從而使混凝土漲裂產(chǎn)生裂縫。

f、在炎熱的大風(fēng)天氣，混凝土表面蒸發(fā)較過快，造成混凝土內(nèi)部水化熱過高，在混凝土澆筑數(shù)小時(shí)仍處于塑性狀態(tài)，易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。

g、構(gòu)件超載產(chǎn)生的裂縫，例如：構(gòu)件在超出設(shè)計(jì)的均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫，構(gòu)件在較大剪力作用下，產(chǎn)生斜裂縫，并向上、下延伸。

h、當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉陷，就有可能會(huì)產(chǎn)生裂縫，隨著沉陷的進(jìn)一步發(fā)展，裂縫會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

i

、當(dāng)鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中，例如：侵蝕性水，由于混凝土保護(hù)層厚度有限，特別是當(dāng)混凝土密實(shí)性不良，環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧會(huì)使混凝土中的鋼筋生銹，生成氧化鐵，氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多，鐵銹體積膨脹，對(duì)周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。

3、水工混凝土裂縫的防止措施

a、設(shè)計(jì)單位應(yīng)該提出混凝土施工溫度控制的具體要求和混凝土養(yǎng)護(hù)的基本要求，控制外加劑的品種和摻量，確保混凝土收縮與膨脹相抵消；按《規(guī)范》要求設(shè)置必要的變形縫。

b、混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應(yīng)盡可能的降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，生產(chǎn)出“高強(qiáng)、高韌性、中彈、低熱和高極拉值”的抗裂混凝土。施工時(shí)要嚴(yán)格控制混凝土配合比，計(jì)量要準(zhǔn)確，坍落度抽檢工作要加強(qiáng)，不能流于形式。

c、混凝土振搗要密實(shí)，拆模后要掛草簾或鋪草澆水養(yǎng)護(hù)保濕。新澆筑的混凝土就象剛剛出生的嬰兒，需要體貼關(guān)心和愛護(hù)?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)不僅對(duì)防止早期表面裂縫顯得重要，它對(duì)混凝土后期強(qiáng)度的發(fā)展、混凝土的進(jìn)一步成熟和耐久性等也同樣重要，在過去許多工程的施工和管理中對(duì)養(yǎng)護(hù)的重要性沒有充分的認(rèn)識(shí)。

d、施工過程中應(yīng)經(jīng)常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實(shí)情況