混凝土裂缝的形成原因和防治措施

摘 要 ：混凝土裂缝问题较普遍,对建构筑物的施工质量影响较大.从荷载作用、温度变化、材料配比、基础沉陷、施工不当等方面分析了混凝土裂缝形成的原因,针对每一种混凝土裂缝提出了相应的防治措施.

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在混凝土结构中,裂缝具有普遍性.通常情况下,混凝土结构的安全性、适用性和耐久性等收到裂缝的影响和制约,进而裂缝对混凝土结构产生潜在的危害.在自然条件下,各种因素的相互作用导致裂缝进一步扩大,在一定程度上降低了混凝土的强度,同时混凝土的耐久性也遭到损耗,甚至在一定程度上会造成建构筑物的倒塌等.

1.混凝土裂缝形成原因

1.1 荷载 通常情况下,在荷载的作用下产生的裂缝被称为结构性裂缝.在施工过程中,如果结构主筋的配筋面积过小就会造成混凝土结构物出现开裂,其中梁最为典型.当混凝土受弯极限拉应变小于混凝土的受拉区边缘应变时,在混凝土结构物上就会发生开裂现象,通常情况下,在混凝土梁的中段部位容易出现裂缝,并且时跨中裂缝的宽度最大,竖向的裂缝往往是下宽上窄,同时通透梁的两侧.当混凝土梁同时受到剪应力和压应力的共同作用时,如果其承载能力达不到要求,就会在混凝土梁底部的受剪区,弯起钢筋的外端部等就会出现裂缝,并且会出现一条或若干条,同时呈现约45°角.

1.2 温度变化 温度变化引起的裂缝通常情况是指由水化温度引起的裂缝.受水泥自身强度、水化热、凝结硬化的影响和制约,在硬化过程中,水泥会产生大量水化热,在一定程度上使得混凝土内部的温度急剧增加,在混凝土结构物的表面产生相应的拉应力.当混凝土温度应力超过其抗拉强度时就会产生裂缝.混凝土在后期降温过程中,在原有混凝土或基础的制约和影响下,拉应力便会出现在混凝土的内部.混凝土裂缝在阳光的照射、四季的温度等变化下便会出现.在混凝土的表面受气温下降的影响也会产生拉应力,与混凝土的抗裂能力相比,当这些拉应力较大时就会产生裂缝.通常情况下,在日照的影响下,在屋面便会出现裂缝,并且裂缝呈四角斜向分布,中间部分呈现横向裂缝.

1.3 材料配比 在配置混凝土的过程中,由于使用的水泥不合格,导致水泥在凝结硬化的过程中,受游离状态氧化镁、氧化钙,以及过量石膏的影响下,导致混凝土的体积出现剧烈的、不均匀变化,导致混凝土构件的内部应力出现不均匀的现象,在一定程度上使得混凝土成型后强度下降,同时产生相应的裂缝.另外,在混合料中,如果砂、石的规格不符合设计要求,也会造成裂缝的出现.在混凝土混合料中,砂石材料约为75%,混凝土的强度、变形和耐久性等受到砂石材料质量好坏的直接影响.如果混合料中有害物质的含量比较高,同样会导致混凝土构件出现裂缝.当混凝土混合料中的有害物质与石膏中的钙离子发生反应,便会产生硫酸钙和硫铝酸钙,导致混凝土的体积膨大进而产生裂缝；在混合料中如果含泥量比较高,水分会被泥土所吸收,当混凝土出现凝结硬化后,导致干缩量不断上升,进而生成干缩裂缝.在混合料中,如果粗细集料的含泥量较大,会增大混凝土的收缩量,如果集料的颗粒级配不良,同时也会增大混凝土的收缩量,进而产生裂缝.在工程设计过程中,因设计不严谨也会导致混凝土出现裂缝,同时也会造成材料的浪费等.

1.4 基础沉陷 在施工过程中,由于构成施工地基的土质出现不均匀,以及松软等现象,或者回填土没有进行夯实处理,或因浸水出现不均匀沉降等,进而出现沉陷裂缝；沉陷裂缝往往是由于模板之间的支撑间距过大或者底部支撑出现松动引起,尤其是在冬天进行施工时,在冻土块上支撑模板,冻土块融化后导致沉降出现不均匀现象,进而出现裂缝.这类裂缝通常情况下都是贯穿性裂缝,裂缝的走向受到沉陷的影响和制约,一般与地表垂直或者成30°-45°角.当裂缝的宽度较大时,这时就会出现一定的错位,通常情况下,裂缝宽度与沉降量符合正比关系.

1.5 施工不当 在施工过程中,由于对混凝土进行过分的振捣进而产生裂缝.粗骨料在混凝土浇筑振捣完成之后,在自身重力的作用下会下沉,进而出现一些水分和空气,在混凝土的表面形成砂浆层,与下一层的混凝土相比,有着较大的干缩性,水分蒸发后在混凝土构造物的表面便会产生凝缩性裂缝.在混凝土浇筑的过程中,由于事先没有对模板、垫层等进行润湿处理,在一定程度上导致构造物过于干燥,大部分的水分被模板所吸收,进而导致混凝土的构造物的表面出现塑性收缩,最终形成裂缝.对楼板墙体内的预埋管线进行处理的过程中,如果处理不到位同样会引发裂缝的产生.近年来,随着我国经济的不断发展,人们的生活水平逐渐提高,现代化的电器设备得到普及,同时大量应用PVC管线,在一定程度上增加了埋置管线的数量,同时管线的复杂程度不断提高,无形中增加了管线的直径,最终降低了钢筋与混凝土之间的粘结度,致使现浇楼板、墙体等出现不同规则的裂缝.为了追求更大的利润,不断降低成本,社会上有个别施工单位在施工过程中,模板支撑体系不到位,影响和制约了楼面,在一定程度上造成混凝土出现裂缝,这种现象主要表现为通长裂缝；甚至有些施工单位,由于模板数量不够,为了施工的需要,必须过早地拆模,进而提前进入下道工序,在一定程度上导致混凝土的强度严重不足,为后期裂缝的产生埋下隐患.

2.混凝土裂缝的防治措施

2.1 荷载 在对混凝土构造物进行施工的过程中,设计混凝土结构时,严格遵守国家相应的规范,同时对偏心构件利用局部受压的方式进行检测.对于除验算构件配筋和强度之外的其他结构,还应对正常使用过程中的裂缝宽度进行计算和考虑,同时要进行相应的验算.按照《钢筋混凝土结构设计规范》中的相关规定,当强度裂缝超过裂缝宽度的允许值时,不易轻率的报废或者继续使用有裂缝的混凝土构件,需要对其进行分析：在使用过程中,如果构件能够缩小甚至闭合,那么不要轻易报废该构件,需要结合混凝土构件的使用条件和裂缝的宽度,通过采取封闭或加固的方式进行处理.

2.2 温度 选用中下热水泥,减少水泥的用量,降低水灰比,改善骨料级配,掺外加剂减少水泥的用量降低水化热,改善混凝土搅拌工艺,降低混凝土浇筑温度,掺加适量的减水剂、增塑、缓凝剂等材料,提高混凝土的流动性、保水性、降低水化热；夏季高温时注意控制混凝土的温度上升,降低浇筑时温度,预留温度缝,易开裂部位配置增强抗拉强度的钢筋或纤维材料降低裂缝产生的机率.

2.3 材料配合比 严格把握质量关,同时需要对进入现场的水泥的标号、强度、安定性等特征进行检验,按照规定将水泥放置在适当的位置；根据施工现场的实际环境,选用符合设计要求的水泥.根据混凝土用砂石质量标准和检验方法,对混凝土所用砂石的颗粒级配、有害物质含量、砂石自身强度等进行相应的检验,检验合格才能投入使用.挑选级配优良的砂、石等原材料,并且含泥量要符合相应的规范要求.根据《普通混凝土配合比设计规程》的规定,确定混凝土生产中的配合比,在获得合理配合比的过程中,设计配合比要结合抗渗等级、强度等级、耐久性等.

2.4 基础沉陷 为了防治地基不均匀沉降引起的裂缝,可以采取以下四种解决措施：确保模板具备足够的刚度和强度,且支撑牢固,地基受力均匀；上部结构施工前,对填土、软土地基进行夯实；模板拆除的时间不要太早,并且要注意拆模板的先后顺序；在浇筑混凝土过程中,要避免地基被水浸泡.使地基旁边的土层浸水软化；还可以设置适当的沉降缝,采用筏式基础、箱形基础等合适的基础型式对房屋的整体刚度进行加强处理.

2.5 施工不当裂缝防治措施 混凝土浇筑完成后,进行振捣的过程中,需要遵守快插慢拔的振捣原则,为了排除泌水,以及混凝土内部的水分和气泡,通常要进行二次振捣.根据相应的标准确定振捣的间距和时间.在混凝土浇筑之前,用水将基层和模板湿透,同时用塑料薄膜等材料进行及时覆盖,在混凝土终凝前进行湿润处理.对管道线路进行合理设计,将暗线布置对混凝土墙体和板面的影响降到最低.根据专业单位提供不同龄期,对模板工程、养护工程和后浇带工程的混凝土的自然养护试件的强度进行检测.对施工技术人员进行培训,使其掌握基本的施工知识和技能,按照操作规程进行施工,确保施工过程安全可靠.