建筑混凝土裂縫的類型、成因及預防措施

建筑混凝土裂縫的類型、成因及預防措施朱麗梅（蘭州高科紅星房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，甘肅蘭州730030）。引言我國修建的建筑結構主要有混凝土結構、鋼結構、砌體結構和木結構。其中，由于混凝土結構具有易于就地取材、可模性好、耐久性和耐火性好、現(xiàn)澆混凝土結構整體性好等諸多優(yōu)點，成為目前使用最廣泛的建筑結構類型。然而由于內外因素的作用，混凝土結構不可避免的會產(chǎn)生裂縫，而裂縫是促使混凝土結構承載能力、耐久性及防水性降低的主要原因，也是降低建筑結構可靠性的重要因素，對建筑空間使用的安全性會造成嚴重威脅。為了預防建筑工程中混凝土裂縫的產(chǎn)生,對建筑結構混凝土裂縫的類型進行詳細的總結，對裂縫的成因展開細致的分析，并就裂縫的預防提出有效的措施具有重要的理論和現(xiàn)實意義，可以為施工單位和相關技術人員提供參考。1建筑混凝土裂縫類型1塑性收縮裂縫塑性收縮裂縫是混凝土結構中一種常見的裂縫類型?；炷羷倓倽仓瓿梢院?，直至初凝以前都處于塑性狀態(tài)，固體顆粒在減水劑的影響下容易形成溶劑化層，在混凝土的表面處形成水泥漿。澆筑時混凝土所含的水分較多，若環(huán)境較干燥、溫度較高且風速較快，如果沒有及時覆蓋養(yǎng)護，經(jīng)過長時間的風吹日曬，水分就會迅速揮發(fā)，混凝土表層脫水速度遠比混凝土內層快，面層體積收縮較大，而內層體積收縮較小，此時混凝土還沒有產(chǎn)生足夠的強度，還不足以抵抗這種變形就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫就是塑性收縮裂縫。塑形收縮裂縫具有以下幾個方面的特點：一是常常沿著箍筋或者受力鋼筋的方向規(guī)則的分布，并且裂縫寬度較大；二是出現(xiàn)在混凝土板、梁等有大面積暴露表面的結構中，往往呈現(xiàn)出直線形狀，并且延伸長度有較大差異；三是主要發(fā)育在結構表面較淺的區(qū)域，有時也會出現(xiàn)貫穿整個結構的情況，會對混凝土結構的強度產(chǎn)生較大影響?；瘜W反應膨脹裂縫因為堿骨料反應、硫酸鹽侵蝕或者水泥安定性不良等因素使混凝土內部產(chǎn)生不均勻膨脹而產(chǎn)生的裂縫稱為化學反應膨脹裂縫。這種裂縫出現(xiàn)的部位不規(guī)則，表現(xiàn)形式為網(wǎng)狀或者龜裂狀，多出現(xiàn)于混凝土凝結硬化中期。其中堿骨料反應是骨料中活性SiO2與混凝土中的堿（Na20、K20）在潮濕環(huán)境下發(fā)生反應，生成一種無膠凝性能的凝膠體，反應后體積迅速膨脹，最大可達原體積的4倍，進而產(chǎn)生膨脹裂縫；堿骨料反應產(chǎn)生的膨脹裂縫寬度通常情況下比較小，但有時也可達數(shù)厘米，對混凝土結構的可靠性影響比較大。而水泥安定性不良和硫酸鹽侵蝕都是因為在混凝土凝結硬化后生成鈣磯石而導致混凝土出現(xiàn)膨脹裂縫。沉降裂縫沉降裂縫是比較常見的一種混凝土裂縫，主要是由于沉降不均導致的。在建筑工程中，沉降裂縫主要是在墻面上沿水平鋼筋布置方向出現(xiàn)，分布比較廣。裂縫方向為貫穿或者進深，與沉陷方向相同，沉陷較大時通常會出現(xiàn)錯位，沉陷量越大，裂縫寬度越大。形成沉降裂縫的方式主要有兩種，一種是在混凝土拌合物澆筑后，由于混凝土拌合物內的粗骨料下沉，底部化合水及空氣等密度較小的物質上升，當粗骨料遇到鋼筋而停止下沉時在沿鋼筋位置處產(chǎn)生收縮裂縫，此類裂縫不影響混凝土構件的豎向承載力，但對混凝土耐久性有一定的影響。另一種是建筑地基在施工中由于外界因素的影響，可能發(fā)生沉降現(xiàn)象，如果沉降不均勻，則會導致混凝土產(chǎn)生裂縫，進而影響建筑結構的穩(wěn)定性與安全性；同時，在管線或者管道等開挖回填中，由于土壤壓實不均，也可能在混凝土中出現(xiàn)沉降裂縫，這類沉降裂縫對建筑結構的承載力有較大影響。溫度裂縫溫度裂縫往往發(fā)生于大體積混凝土結構的表面或者溫差較大地區(qū)的混凝土結構中，主要是因為混凝土內外溫差過大，混凝土結構內部產(chǎn)生拉應力造成的。溫度裂縫在建筑工程施工中較為常見，混凝土施工過程中的硬化和水化都會產(chǎn)生大量熱量，混凝土溫度會隨之上升，混凝土水化期間，溫度越高，混凝土凝固產(chǎn)生的熱量便越大，若外界溫度比混凝土水化溫度低時，內外產(chǎn)生較大的溫差，當溫差達到特定條件，導致材料產(chǎn)生拉應力，若拉應力超出混凝土結構的抗拉性，則會出現(xiàn)裂縫。此外，在混凝土凝固期間，也可能會受到空氣濕度的影響，若濕度過小、空氣較為干燥，混凝土也會在干縮作用下，產(chǎn)生裂縫。2建筑混凝土裂縫成因1材料質量不合格部分建筑工程施工單位，為了加快工期、降低成本、追求效益，并沒有按照相應標準或要求嚴格采購相關原材料。原材料質量不滿足設計要求是引起混凝土產(chǎn)生裂縫的重要原因，比如水泥、砂、石以及必要的外加劑等材料的質量不合格都會嚴重影響混凝土的質量，從而可能造成混凝土結構產(chǎn)生裂縫。具體表現(xiàn)在以下兩個方面：一是原材料不合格會對混凝土的強度產(chǎn)生影響，一旦強度不達標，就會導致混凝土結構難以承受相應荷載而產(chǎn)生裂縫；二是原材料不合格會對混凝土耐久性產(chǎn)生影響，這會導致混凝土比設計時間更早產(chǎn)生裂縫。配合比不當原材料的配合比不合理也是導致混凝土產(chǎn)生裂縫的重要原因，這會影響混凝土結構的抗拉強度。材料配合比不合理主要指含砂率不當、水灰比不當、骨料不佳等，試驗證明：當用水量不發(fā)生變化時，水泥量每增加10%,混凝土的收縮會增加5%；如果粗細集料的含泥量過大、集料級配不恰當，極易增加混凝土的收縮，進而產(chǎn)生裂縫；骨料越細，針片狀集料的含量則越大，混凝土用水、用灰量的增加也會導致其收縮量增加；水泥越細、等級越高，對混凝土裂縫的影響則越大［1］。結構設計不合理結構設計不合理也是建筑工程中混凝土裂縫產(chǎn)生的常見原因。結構設計不合理主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是結構預應力設計不合理，施工中會導致混凝土構件出現(xiàn)裂縫；二是當混凝土結構斷面發(fā)生變化,其結構應力會不斷增加，進而也會出現(xiàn)裂縫；三是當鋼筋配置不合理,可能會降低結構穩(wěn)定性從而導致裂縫出現(xiàn)。施工不規(guī)范隨著建筑結構不斷向多樣化和復雜化方向發(fā)展，混凝土施工技術的要求也越來越高，相應的施工難度也越來越大。但是部分施工企業(yè)卻很少投入經(jīng)費進行施工技術研發(fā)和技術人員的培訓，施工過程中，部分技術人員主要根據(jù)自身經(jīng)驗進行施工，并沒有嚴格按照相應的施工規(guī)范進行操作，施工存在較大的隨意性，從而影響混凝土的施工質量,引發(fā)混凝土裂縫的產(chǎn)生。常見的不規(guī)范施工現(xiàn)象包括：（1）混凝土振搗順序和方法不當；（2）不對混凝土構件進行養(yǎng)護或者不按規(guī)定進行養(yǎng)護；（3）混凝土澆筑時落程或澆筑層厚度過大；（4）混凝土強度低于拆模強度而過早拆模；（5）施工單位擅自處理質量缺陷；（6）混凝土澆筑過程管理不當、布料不均。3建筑混凝土裂縫的預防措施1合理配置混凝土原料混凝土的拌和是混凝土結構施工中的重要環(huán)節(jié)，拌和的前提是選擇合理的原材料配合比。在混凝土拌和過程中，應選擇低水化熱水泥，優(yōu)化水料配合比，并在澆筑期間添加毛石等，提升熱量吸收率，毛石體積應控制在水料總量的30%以內。同時，在確保混凝土強度的基礎上，適當增添一些復合液，減少其中的水泥含量，進而減少水化熱情況。增添復合液之后，混凝土更加容易抹平，并且有助于減少水分蒸發(fā),防止出現(xiàn)干燥收縮現(xiàn)象，避免裂縫的產(chǎn)生。當混凝土發(fā)生收縮反應時,適當增添減水防裂劑，以減少用水量，改善泥漿的濃稠度，有效把控泌水現(xiàn)象，減少沉降、收縮的發(fā)生頻次，也可減小裂縫出現(xiàn)的概率［2］。此外，外加劑的添加有助于增強混凝土的密實度，加快水泥漿、骨料的結合，提升抗收縮能力，進而避免裂縫的產(chǎn)生。加強溫度把控溫度是影響混凝土裂縫產(chǎn)生的重要因素之一，加強溫度把控的力度，為混凝土施工營造良好的溫度環(huán)境非常重要，可以采用以下一些手段:(1)在大體積混凝土施工中，應當構建完善的溫度管控體系，嚴格按照質量控制與管理的需求，配置合理的技術人員和實驗設備，按規(guī)定開展相應的實驗，根據(jù)實驗結果，選擇合適的溫度參數(shù)。(2)在混凝土澆筑期間，由專人負責檢測混凝土入倉的溫度以及坍落度，在拆模之后，仔細檢查外觀質量，一旦出現(xiàn)裂縫、蜂窩等質量問題，應及時進行處理。(3)在養(yǎng)護環(huán)節(jié)作好周圍環(huán)境溫度、溫差等各種數(shù)據(jù)的監(jiān)測，實時反饋混凝土澆筑物的內部溫度變化，為施工人員的溫度把控提供參考,溫度監(jiān)測頻次應保持在每天兩次以上。(4)混凝土施工時最好避開超高溫、超低溫天氣，如果遇到無法避免的情況，應根據(jù)實際情況采取恰當?shù)拇胧涸诟邷丨h(huán)境下，通過對澆筑區(qū)域灑水，以控制其表層溫度；在低溫環(huán)境下，做好施工場地、材料的預熱工作，并做好防凍工作，防止混凝土在凝固之前出現(xiàn)凍裂現(xiàn)象［3］。加強施工過程控制混凝土施工過程應嚴格按照規(guī)范的施工流程進行操作，確保混凝土施工質量，有效避免裂縫的出現(xiàn)。施工過程可采用以下的控制措施：(1)在澆筑之前，全面檢查鋼筋工程，觀察其是否滿足澆筑需求，一旦發(fā)現(xiàn)問題，應及時進行處理，確?；炷翝仓捻樌M行。(2)安排專人負責施工監(jiān)督，保證施工流程的規(guī)范化。在混凝土澆筑過程中應嚴格遵循從里到外的原則，連續(xù)完成澆筑，不可間斷。(3)把控好落管的位置，使其與澆筑面之間保持合適的距離，防止發(fā)生離析現(xiàn)象。(4)控制好振搗質量，由專人負責振搗工作，把控好振搗的時間、頻率等，防止出現(xiàn)漏振等現(xiàn)象［4］。在振搗期間，應增加模板的強度，防止爆模，對于結構較大的可以單獨進行澆筑，若某部位無法進行連續(xù)澆筑，則可以在其剪力較小的區(qū)域預留施工縫。注重后期養(yǎng)護混凝土養(yǎng)護最重要的環(huán)節(jié)則是保溫養(yǎng)護，其目的是降低構件的內外溫差，以減小其自約束應力，把控降溫速度，借助混凝土的抗拉強度,提升其抗裂性能，防止因溫度因素導致裂縫的產(chǎn)生。適宜的溫度養(yǎng)護環(huán)境能夠降低其內外溫差，減小溫度應力，防止出現(xiàn)應力松弛、混凝土干裂等現(xiàn)象，有效減少塑性收縮裂縫的發(fā)生頻次。在養(yǎng)護期間，確?；炷羶韧鉁夭畹陀?5℃,混凝土養(yǎng)護是保證質量的關鍵環(huán)節(jié)，若養(yǎng)護工作不到位，混凝土強度會大大降低，甚至無法補償失水現(xiàn)象,導致裂縫出現(xiàn)。做好模板拆除工作混凝土澆筑之前，通常會布置好模板，以更好地支撐混凝土，便于其凝固成型，在完成混凝土澆筑之后，盡可能延后拆除模板的時間，保證混凝土凝固徹底并達到預期強度，能夠減小裂縫出現(xiàn)的概率。4結束語通過對建筑混凝土結構常見裂縫的分析，總結得出建筑裂縫主要包括塑性收縮裂縫、化學反應膨脹裂縫、沉降裂縫和溫度裂縫四種類型；剖析得出產(chǎn)生這些裂縫的原因主要包括材料質