关于混凝土裂缝的原因及处理措施探讨

　　[摘要]随着我国建设行业的飞速发展，混凝土在交通、水利工程和城市建设中被广泛应用，然而混凝土与其它建筑材料一样也存在着裂缝问题，本文就此问题进行详细的分析介绍。混凝土是一种不密实非均质脆性结构材料，混凝土内部存在着固体、液体和空隙。研究裂缝产生的原因及其影响因素，从而能更好地防治裂缝。
　　[关键词]建筑裂缝；裂缝原因；预防处理
　　混凝土由于设计底板较厚，外侧板较长，而采用预拌混凝土水胶用量又较大，集料较细。从而产生因内外温差、温度收缩、材料收缩等造成的种种裂缝。原则上来说，这些裂缝是很难彻底避免的。为减少裂缝的出现，国内外专家采用了各种不同的方法。本文就混凝土裂缝原因与处理方法进行了探讨。
　　一、混凝土裂缝产生的原因及影响因素
　　在混凝土拌和过程中，石子的表面吸附一层水膜；成型时，混凝土中多余的水分上升，在粗骨料的底面停留形成水囊；加上凝结时水泥石的收缩，使得骨料和水泥石的结和面上形成了局部的结合面微细裂缝(界面裂缝)。这种裂缝在混凝土中是不可避免的，当裂缝宽度小于0．05mm时对使用无多大害处。但由于荷载作用、温差作用、不均匀沉降或施工操作不规范等原因，裂缝进一步扩展，并逐渐串通，形成较大裂缝，这对构件影响很大。裂缝进一步扩大甚至可能会导致坍塌事故。混凝土产生裂缝的原因极为复杂，主要有荷载作用引起的裂缝和非荷载因素引起的裂缝两大类。
　　1．1荷载作用引起的裂缝
　　一般钢筋混凝土结构，在使用荷载的作用下，截面的混凝土拉应变大多是大于混凝土极限拉伸值的，因而作用于截面上的弯矩、剪力、轴向拉力以及扭矩等这些正常荷载效应都可能引起钢筋混凝土构件产生裂缝。
　　1．2非荷载因素引起的裂缝
　　钢筋混凝土结构的构件除了由荷载作用引起裂缝外，很多非荷载因素，例如温度变化、混凝土收缩、基础不均匀沉降、塑性坍塌、冰冻、钢筋锈蚀以及碱骨料化学反应等都有可能引起裂缝。现主要介绍由温度变化、收缩变形、碱骨料化学变化引起的裂缝。
　　(1)温度变化
　　一是混凝土在浇筑、凝固、硬化过程中，由于水泥的水化将产生并释放大量的水化热，造成混凝土构件内外部温差较大，膨胀不一致，混凝土表面产生拉应力，内部产生压应力，当这种拉应力超过了混凝土抗应力时便产生裂缝。二是若施工中过早拆模板或冬季施工，构件表面温度小均匀，就会产生温度收缩，这种收缩会受内部混凝土的约束，在混凝土表面就产生很大的拉应力。当这种拉应力发展到一定成度，超过混凝土拉应力时，混凝土表面就形成了裂缝。三是由于施工中人为因素引起的温度变化如新旧混凝土接合面、分层分块不合理、养护不及时等会引起混凝土构件深入贯穿裂缝，这种裂缝危害性极大。四是混凝土具有热胀冷缩的性质，其线膨胀系数一般为1XlO（—5）／20℃。当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。
　　(2)收缩变形
　　混凝土在空气中结硬时体积要缩小，产生收缩变形，这种变形不同程度地受到边界的约束作用。对于这些受到约束而不能自由伸缩的构件，混凝土的干缩就可能导致裂缝的产生。
　　(3)碱活性骨料化学反应引起的裂缝
　　当混凝土中含有碱活性骨料和碱含量高的水泥(碱含量超过0．6％钠当量时)，或受到含可溶性硫酸盐的水作用时，反应生成物遇水可产生膨胀，但由于各种组成体积变化特性的差异所造成混凝土小均匀应力，会破坏其内部结构，并影响水泥石与骨料颗粒之问的胶结，形成裂缝。另外某些介质与水泥结合会形成一种可溶性较低的化合物，由于这种化合物的体积比生成这些化合物的水泥浆的体积大，而使混凝土产生裂缝。在密实的混凝土种，这类侵蚀破坏大多属于表面性的。混凝土形成裂缝的原因及影响因素虽然极为复杂，但在实际操作种，只要严格按照设计和施工规范进行操作，有害裂缝还是完全可以避免的。
　　二、防治措施
　　2．1加强对进场材料的控制：
　　建筑材料的质量直接关系到混凝土的质量，对进场的建筑材料一定要把好关。(1)水泥：应选用水化热较低的水泥，严禁使用安定性不合格的水泥：(2)粗骨料：宜用表面粗糙、质地坚硬的石料。级配良好，空隙率小，无碱性反应；有害物质及粘土含量不超过规定；(3)细骨料：宜用颗粒较粗、空隙较小，含泥量较低的中砂；(4)外掺料：宜采用碱水剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩。
　　2．2配料及施工过程的质量控制：
　　(1)配合比设计：应采用低水灰比、低用水量，以减少混凝土的收缩；(2)禁止任意增加水泥用量；(3)配制混凝土时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥用量，搅拌要均匀，离析的混凝土必须重新拌匀后，方可浇灌：(4)混凝土从搅拌机中卸出后，其运输延续时间受混凝土温度高低限制，当混凝土温度20℃～30℃时，不超过lh；10℃～19℃时，不超过1．5h；5℃"--9℃时，不超过2h。若长距离运输宜采用混凝土运输搅拌车来运输，时间应在1h以内。当采用泵送混凝土应保证混凝土泵连续工作，泵送前先用适量的与混凝土成分相同的水泥砂浆或水泥浆润滑输送管道。混凝土从卸料、运输到泵送完毕时间不得超过1．5h，夏季还应缩短。泵送过程中，泵的受料斗内应充满混凝土，防止吸收空气形成阻塞；(5)混凝土自由倾落高度不宜超过2m，否则应用串筒、斜槽、溜管或振动溜管下落。当用串筒时，最后一节应拉成垂直，间距不宜大于3m．若用斜槽，坡度不宜大于600，出口处应设有垂直挡土板，防止发生离析现象；(6)每层浇筑厚度按下列规定：用插入振捣棒捣时，为振动器作用部分的1．25倍：表面振动器为200mm；人工振捣时，基础或配筋稀疏的结构250mm：配筋密肋结构为150mm，每次浇筑向前推进长度宜为1.0至1．5m；(7)振捣方法。插入式振捣棒应与混凝土表面垂直或成40°～45°倾向振捣，插点应均匀排列，可以行列式或交错式顺序移动，但不能混用：每次移动距离不大于振捣棒作用半径的1．5倍，且操作时应快插慢拔，并插入下层尚未初凝的混凝土中50-lOOmm，以促进上下结合形成整体。振捣棒在每一点振动延续时间约在20至30秒，以混凝土表面呈水平并出现浮浆和不再有气泡、不再沉落为度，禁止振动棒触及钢筋、模板、预埋件等。使用平板式振动器应将混凝土浇灌区划分成若干排，依次前进，移动间距应使振动器的平板能覆盖已振动好的混凝土边缘30～50mm。当混凝土表面倾斜时，振动器应由低处逐渐向高处移动。每一振捣位置的延续时间，以使混凝土停止下沉并向上泛浆，或表面平整并均匀出现浆液为度，一般约为25--40s．(8)混凝土尽可能地连续浇筑，必须问歇时应尽量缩短时间，并不超过2h，在前层混凝土凝结之前，必须将次层混凝土浇筑完成。若因施工技术、工艺或组织上的原因不能继续浇筑，应准确地留设混凝土施工缝，混凝土达到1．2Mpa强度才能继续浇筑。浇筑前应剔除掉施工缝处水泥薄膜、松动石子或钢筋上浮浆及斑锈，加以湿润并冲洗干净，铺抹水泥浆或与混凝土成分相同的水泥砂浆一层。(9)模板构造要合理，以防止模板各杆件间的变形不同而导致混凝土裂缝。模板和支架要有足够的刚度，防止施工荷载(特别是动荷载)作用下，模板变形过大造成开裂。掌握拆模时机，拆模时间不能过早或过晚，应保证早龄期混凝土不损坏或开裂。
　　三、参考文献
　　【l】建筑结构荷载规范，GB50009—2001．
　　【2】混凝土结构设计规范，GB50010⋯2002．
　　【3】混凝土结构工程施工质量验收规范，GBS0204一一2002．
　　【4】张廷荣：建筑施工质量事故处理与预防．河南科学技术出版社，2001．2．