混凝土裂缝成因分析与处理
来源:用户上传
作者: 郤玉清
【摘要】混凝土裂缝种类很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。对于不同的裂缝要有合理的预防措施。
【关键词】混凝土 裂缝 温度应力 预防 处理
一、混凝土裂缝的分类
混凝土裂缝是混凝土的一种常见病和多发病。病情绝大多数发生于施工阶段，其原因复杂多变，为了分析其成因，试作如下大致分类：从裂缝外观可分成微观裂缝和宏观裂缝两大类。
微观裂缝是指肉眼看不到的、砼内部固有的一种裂缝，它是不连贯的。宽度一般在0.05mm以下，但是要比肉眼可见的即宏观裂缝多得多。这种砼本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的条件下，一般视为无害。用实体显微镜观察、X射线或超声波探测仪等物理检验手段都可鉴定出这种裂缝。另外一种最直接的方法就是用渗水观察，一定压力的水可以从砼内部的裂缝中渗透出来。 宏观裂缝宽度在0.05mm以上，并且认为宽度小于0.2～0.3mm的裂缝是无害的，但是这里必须有个前提，即裂缝不再扩展，为最终宽度。
二、裂缝的成因砼裂缝成因很多，但可以主要归纳为以下几点：
砼的收缩。混凝土的干燥过程是由表面逐步扩展到内部的，在混凝土内部呈现出水的分布梯度，于是产生了表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，致使表面混凝土受到拉应力，内部混凝土承受压应力，当表面混凝土的拉应力大于混凝土抗拉强度时，便使得混凝土表面开裂，而形成干缩裂缝。干缩裂缝通常出现在无筋或只配置了构造筋的构件中或薄的罩面层、抹灰层、找平层中
温度应力。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。
配筋及钢筋锈蚀原因。从实践中观察到，在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。配筋间距大，配筋率小的砼结构开裂多，无筋砼比有筋砼开裂多。
由于混凝土中水溶液呈碱性，阴极反应不易发生。当CO2溶于水中或CI-含量多时，增加了水溶液的H+才会促进钢筋被腐蚀。钢筋被腐蚀后在其表面生成Fe（OH）3，产生膨胀，达到一定程度就会造成混凝土结构破坏而产生裂缝。
砼材料及配合比。配合比设计不当直接影响砼的抗拉强度，是造成砼开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥的组成和细度骨料的品质、相对湿度、水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。有关试验资料显示：用水量不变时，水泥用量每增加10%，混凝土收缩增加5%；水泥用量不变时，用水量每增加10%，混凝土强度降低20%，混凝土与钢筋的粘结力降低10%。
养护条件。养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，砼硬化正常，不会开裂，但只适用于试块或是工厂的预制件生产，现场施工中不可能拥有这种条件。但是必须注意到，现场砼养护越接近标准条件，砼开裂可能性就越小。
施工质量。砼浇筑施工中，振捣不均匀，或是漏振、过振等情况，会造成砼离析、密实度差、降低结构的整体强度。砼内部气泡不能完全排除时，裂缝在钢筋表面泡则降低了砼与钢筋的粘结力。钢筋若受到过多振动，则水泥浆在钢筋周围密集，也将大大降低粘结力。这些因素都会造成砼较大的收缩，致使砼微观裂缝迅速扩展，形成宏观裂缝。
三、砼裂缝预防措施
根据砼裂缝成因，采取适当措施进行预防要比事后补救有效的多。也就是说采取以防为主的方法，归纳起来，可以从以下几个方面着手：
设计。在设计上要注意到那些容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节，在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且浇筑方便的条件下，钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中，积极采用补偿收缩混凝土技术。
常见混凝土裂缝中，相当部分是由于混凝土收缩而造成的。要解决此问题，可在混凝土中掺用膨胀剂来补偿混凝土的收缩。实践证明，效果很好。
施工方案。良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大的关系。施工方案主要应确定一定浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割，最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外，分层位置即水平施工缝留设位置也应加以注意，一般来说，因尽量留在变截面处，或远离受拉钢筋部位而设在砼的受压区，确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工，则应采取材料降温措施来控制砼入模温度。
施工质量。由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上。如果在施工阶段控制住了裂缝，则在使用阶段开裂的可能性就很小了。
四、结束语
以上阐述了混凝土的各种裂缝的形成原因与防治办法，总的来说，由于混凝土自身的材料性能所限，产生裂缝是不可避免的，是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，进行及时有效的事前控制和事后的修补。保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-4255203.htm
