建筑混凝土裂縫的類型、成因及預(yù)防措施

建筑混凝土裂縫的類型、成因及預(yù)防措施朱麗梅（蘭州高科紅星房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，甘肅蘭州730030）。引言我國(guó)修建的建筑結(jié)構(gòu)主要有混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)。其中，由于混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)整體性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為目前使用最廣泛的建筑結(jié)構(gòu)類型。然而由于內(nèi)外因素的作用，混凝土結(jié)構(gòu)不可避免的會(huì)產(chǎn)生裂縫，而裂縫是促使混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)可靠性的重要因素，對(duì)建筑空間使用的安全性會(huì)造成嚴(yán)重威脅。為了預(yù)防建筑工程中混凝土裂縫的產(chǎn)生,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)混凝土裂縫的類型進(jìn)行詳細(xì)的總結(jié)，對(duì)裂縫的成因展開(kāi)細(xì)致的分析，并就裂縫的預(yù)防提出有效的措施具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，可以為施工單位和相關(guān)技術(shù)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(jié)構(gòu)中一種常見(jiàn)的裂縫類型。混凝土剛剛澆筑完成以后，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(shí)混凝土所含的水分較多，若環(huán)境較干燥、溫度較高且風(fēng)速較快，如果沒(méi)有及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)吹日曬，水分就會(huì)迅速揮發(fā)，混凝土表層脫水速度遠(yuǎn)比混凝土內(nèi)層快，面層體積收縮較大，而內(nèi)層體積收縮較小，此時(shí)混凝土還沒(méi)有產(chǎn)生足夠的強(qiáng)度，還不足以抵抗這種變形就會(huì)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(gè)方面的特點(diǎn)：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(jié)構(gòu)中，往往呈現(xiàn)出直線形狀，并且延伸長(zhǎng)度有較大差異；三是主要發(fā)育在結(jié)構(gòu)表面較淺的區(qū)域，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)的情況，會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響?；瘜W(xué)反應(yīng)膨脹裂縫因?yàn)閴A骨料反應(yīng)、硫酸鹽侵蝕或者水泥安定性不良等因素使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生不均勻膨脹而產(chǎn)生的裂縫稱為化學(xué)反應(yīng)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(jié)硬化中期。其中堿骨料反應(yīng)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(yīng)，生成一種無(wú)膠凝性能的凝膠體，反應(yīng)后體積迅速膨脹，最大可達(dá)原體積的4倍，進(jìn)而產(chǎn)生膨脹裂縫；堿骨料反應(yīng)產(chǎn)生的膨脹裂縫寬度通常情況下比較小，但有時(shí)也可達(dá)數(shù)厘米，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)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?yàn)樵诨炷聊Y(jié)硬化后生成鈣磯石而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)膨脹裂縫。沉降裂縫沉降裂縫是比較常見(jiàn)的一種混凝土裂縫，主要是由于沉降不均導(dǎo)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?yàn)樨灤┗蛘哌M(jìn)深，與沉陷方向相同，沉陷較大時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)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(nèi)的粗骨料下沉，底部化合水及空氣等密度較小的物質(zhì)上升，當(dāng)粗骨料遇到鋼筋而停止下沉?xí)r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(gòu)件的豎向承載力，但對(duì)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(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性；同時(shí)，在管線或者管道等開(kāi)挖回填中，由于土壤壓實(shí)不均，也可能在混凝土中出現(xiàn)沉降裂縫，這類沉降裂縫對(duì)建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的表面或者溫差較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是因?yàn)榛炷羶?nèi)外溫差過(guò)大，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力造成的。溫度裂縫在建筑工程施工中較為常見(jiàn)，混凝土施工過(guò)程中的硬化和水化都會(huì)產(chǎn)生大量熱量，混凝土溫度會(huì)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(shí)，內(nèi)外產(chǎn)生較大的溫差，當(dāng)溫差達(dá)到特定條件，導(dǎo)致材料產(chǎn)生拉應(yīng)力，若拉應(yīng)力超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉性，則會(huì)出現(xiàn)裂縫。此外，在混凝土凝固期間，也可能會(huì)受到空氣濕度的影響，若濕度過(guò)小、空氣較為干燥，混凝土也會(huì)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(zhì)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(méi)有按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或要求嚴(yán)格采購(gòu)相關(guān)原材料。原材料質(zhì)量不滿足設(shè)計(jì)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(zhì)量不合格都會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的質(zhì)量，從而可能造成混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是原材料不合格會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，一旦強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，就會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)難以承受相應(yīng)荷載而產(chǎn)生裂縫；二是原材料不合格會(huì)對(duì)混凝土耐久性產(chǎn)生影響，這會(huì)導(dǎo)致混凝土比設(shè)計(jì)時(shí)間更早產(chǎn)生裂縫。配合比不當(dāng)原材料的配合比不合理也是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的重要原因，這會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度。材料配合比不合理主要指含砂率不當(dāng)、水灰比不當(dāng)、骨料不佳等，試驗(yàn)證明：當(dāng)用水量不發(fā)生變化時(shí)，水泥量每增加10%,混凝土的收縮會(huì)增加5%；如果粗細(xì)集料的含泥量過(guò)大、集料級(jí)配不恰當(dāng)，極易增加混凝土的收縮，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫；骨料越細(xì)，針片狀集料的含量則越大，混凝土用水、用灰量的增加也會(huì)導(dǎo)致其收縮量增加；水泥越細(xì)、等級(jí)越高，對(duì)混凝土裂縫的影響則越大［1］。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理也是建筑工程中混凝土裂縫產(chǎn)生的常見(jiàn)原因。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)不合理，施工中會(huì)導(dǎo)致混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫；二是當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)斷面發(fā)生變化,其結(jié)構(gòu)應(yīng)力會(huì)不斷增加，進(jìn)而也會(huì)出現(xiàn)裂縫；三是當(dāng)鋼筋配置不合理,可能會(huì)降低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性從而導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。施工不規(guī)范隨著建筑結(jié)構(gòu)不斷向多樣化和復(fù)雜化方向發(fā)展，混凝土施工技術(shù)的要求也越來(lái)越高，相應(yīng)的施工難度也越來(lái)越大。但是部分施工企業(yè)卻很少投入經(jīng)費(fèi)進(jìn)行施工技術(shù)研發(fā)和技術(shù)人員的培訓(xùn)，施工過(guò)程中，部分技術(shù)人員主要根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，并沒(méi)有嚴(yán)格按照相應(yīng)的施工規(guī)范進(jìn)行操作，施工存在較大的隨意性，從而影響混凝土的施工質(zhì)量,引發(fā)混凝土裂縫的產(chǎn)生。常見(jiàn)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(dāng)；（2）不對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)或者不按規(guī)定進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；（3）混凝土澆筑時(shí)落程或澆筑層厚度過(guò)大；（4）混凝土強(qiáng)度低于拆模強(qiáng)度而過(guò)早拆模；（5）施工單位擅自處理質(zhì)量缺陷；（6）混凝土澆筑過(guò)程管理不當(dāng)、布料不均。3建筑混凝土裂縫的預(yù)防措施1合理配置混凝土原料混凝土的拌和是混凝土結(jié)構(gòu)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(guò)程中，應(yīng)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(yīng)控制在水料總量的30%以內(nèi)。同時(shí)，在確?；炷翉?qiáng)度的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增添一些復(fù)合液，減少其中的水泥含量，進(jìn)而減少水化熱情況。增添復(fù)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(dāng)混凝土發(fā)生收縮反應(yīng)時(shí),適當(dāng)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(qiáng)混凝土的密實(shí)度，加快水泥漿、骨料的結(jié)合，提升抗收縮能力，進(jìn)而避免裂縫的產(chǎn)生。加強(qiáng)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(qiáng)溫度把控的力度，為混凝土施工營(yíng)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(yīng)當(dāng)構(gòu)建完善的溫度管控體系，嚴(yán)格按照質(zhì)量控制與管理的需求，配置合理的技術(shù)人員和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，按規(guī)定開(kāi)展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇合適的溫度參數(shù)。(2)在混凝土澆筑期間，由專人負(fù)責(zé)檢測(cè)混凝土入倉(cāng)的溫度以及坍落度，在拆模之后，仔細(xì)檢查外觀質(zhì)量，一旦出現(xiàn)裂縫、蜂窩等質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。(3)在養(yǎng)護(hù)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(cè)，實(shí)時(shí)反饋混凝土澆筑物的內(nèi)部溫度變化，為施工人員的溫度把控提供參考,溫度監(jiān)測(cè)頻次應(yīng)保持在每天兩次以上。(4)混凝土施工時(shí)最好避開(kāi)超高溫、超低溫天氣，如果遇到無(wú)法避免的情況，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取恰當(dāng)?shù)拇胧涸诟邷丨h(huán)境下，通過(guò)對(duì)澆筑區(qū)域?yàn)⑺钥刂破浔韺訙囟?；在低溫環(huán)境下，做好施工場(chǎng)地、材料的預(yù)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(qiáng)施工過(guò)程控制混凝土施工過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范的施工流程進(jìn)行操作，確保混凝土施工質(zhì)量，有效避免裂縫的出現(xiàn)。施工過(guò)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(wèn)題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，確?；炷翝仓捻樌M(jìn)行。(2)安排專人負(fù)責(zé)施工監(jiān)督，保證施工流程的規(guī)范化。在混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)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(zhì)量，由專人負(fù)責(zé)振搗工作，把控好振搗的時(shí)間、頻率等，防止出現(xiàn)漏振等現(xiàn)象［4］。在振搗期間，應(yīng)增加模板的強(qiáng)度，防止爆模，對(duì)于結(jié)構(gòu)較大的可以單獨(dú)進(jìn)行澆筑，若某部位無(wú)法進(jìn)行連續(xù)澆筑，則可以在其剪力較小的區(qū)域預(yù)留施工縫。注重后期養(yǎng)護(hù)混凝土養(yǎng)護(hù)最重要的環(huán)節(jié)則是保溫養(yǎng)護(hù)，其目的是降低構(gòu)件的內(nèi)外溫差，以減小其自約束應(yīng)力，把控降溫速度，借助混凝土的抗拉強(qiáng)度,提升其抗裂性能，防止因溫度因素導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。適宜的溫度養(yǎng)護(hù)環(huán)境能夠降低其內(nèi)外溫差，減小溫度應(yīng)力，防止出現(xiàn)應(yīng)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(hù)期間，確?；炷羶?nèi)外溫差低于25℃,混凝土養(yǎng)護(hù)是保證質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，若養(yǎng)護(hù)工作不到位，混凝土強(qiáng)度會(huì)大大降低，甚至無(wú)法補(bǔ)償失水現(xiàn)象,導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。做好模板拆除工作混凝土澆筑之前，通常會(huì)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(shí)間，保證混凝土凝固徹底并達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度，能夠減小裂縫出現(xiàn)的概率。4結(jié)束語(yǔ)通過(guò)對(duì)建筑混凝土結(jié)構(gòu)常見(jiàn)裂縫的分析，總結(jié)得出建筑裂縫主要包括塑性收縮裂縫、化學(xué)反應(yīng)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(zhì)