浅谈混凝土裂缝的成因及控制.pdf

安徽建筑 2 0 1 2年第 6期《 总 1 8 8期 ) 浅谈混凝土裂缝的成 因及控制 On t h e Ca u s e s a n d Co n t r o l o f Co n c r e t e Cr a c k s 王 乃胜 ( 宿迁市建设工程质量安全监督站 ， 江苏 宿迁 2 2 3 8 0 0 ) 摘 要 ： 混凝土出现裂缝是长期困扰建筑施工的一个难题， 文章详细 阐述 了混凝土裂缝 形成的各种原 因 ， 并提 出一些质 量控制 方法 ， 可有 效控制和预防混凝土裂缝 。 关键词 ： 混凝土； 裂缝； 成因； 控制 中图分类号 ： 1 U7 5 5 ． 7 文献标识码 ： B 文章 编号： 1 0 0 7 — 7 3 5 9 ( 2 0 1 2 ) 0 6 - 0 0 9 1 _ 0 2 0 前 言 混凝土在现代工程建设中占有很重要的地位，在结构安 全、 可靠度和耐久性方面起着决定性的作用。在建筑物的建造 和使用过程中， 有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导致结构 垮塌的报道屡见不鲜。随着混凝土商品化， 泵送技术防现浇结 构大量推广， 结构裂缝问题 日趋严重， 已成为影响建筑市场和 房地产业发展的严重不利因素。 1 混凝土裂缝 的形成原 因 混凝土是一种非均质的复杂多相材料 ， 在其微观结构及结 合机理导致其抗拉强度远低于其抗压强度 ， 当混凝土内部因各 种原因产生拉应力并超过其抗拉强度时， 就会产生裂缝。 1 ． 1 荷载引起的裂缝 设计阶段 ： 因为结构受力模型选择不当， 导致受力假定与 实际受力不符 ； 荷载少算和漏算 、 构造处理不当、 安全系数不够 等等均可能引起结构局部部位抗力小于实际受力， 从而导致结 构产生裂缝。 施工阶段 ： 不按图施工， 施工质量控制不严格 ， 造成结构工 程质量差； 不了解预制构件的受力特点， 随意翻身、 起吊、 运输 、 安装； 不按设计图纸进行施工， 擅自更改结构施工顺序以及随 意堆放机具 、 材料等均会使得结 构物产生裂缝 。 使用阶段 ： 超出设计荷载使用， 以及突然撞击， 发生大风、 大雪、 地震等 自然灾害均会导致结构产生裂缝。 1 -2温度引起的裂缝 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上 收稿 日期 ： 2 0 1 2 — 0 9 — 2 4 作者简介 ： 王乃胜 ( 1 9 7 7 -) ， 男， 工程师 ， 主要从事 建设 工程 质量安全监 督方 面的工作 。 升， 在表面引起拉应力； 后期在降温过程中， 由于受到基础或原 有混凝上的约束， 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， 有时温度应力可超过其 它外荷载所引起的应力， 当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力 时即会出现裂缝 ； 此外 ， 冬季施工也易产生由于内外温差大而 导致 开裂 的现象 。 1 ． 3收缩引起的裂缝 在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。 在混凝土收缩种类中， 塑性收缩和干燥收缩是发生混凝土体积 变形的主要原因， 另外还有混凝土化学 自生收缩和碳化引起的 收缩 。 其中混凝土的干燥收缩是房屋裂缝， 特别是板类构件最为 常见的裂缝形式。 混凝土硬化以后 ， 表层水分损失快， 内部损失 慢， 因此产生表面收缩大、 内部收缩小的不均匀收缩， 表面收缩 变形受到内部混凝土的约束， 致使表面混凝土承受拉力 ， 当表 面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时， 便产生收缩裂缝。 1 ． 4钢 筋锈蚀 引起的裂缝 由于混凝土质量较差或保护层厚度不足， 混凝土保护层受 二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低 ， 或由于氯化物介入， 钢筋周围氯离子含量较高 ， 均可引起钢筋 表面氧化膜破坏， 钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水 分发生锈蚀反应 ，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约 2 ～ 4 倍， 从而对周围混凝土产生膨胀应力， 导致保护层混凝土开裂、 剥离， 沿钢筋纵向产生裂缝 ， 并有锈迹渗到混凝土表面。 由于锈 蚀， 使得钢筋有效断面面积减小， 钢筋与混凝土握裹力削弱， 结 构承载力下降， 并将诱发其它形式的裂缝， 加剧钢筋锈蚀 ， 导致 结构破坏。 1 ． 5冻胀 引起的裂缝 大气气温低于 O ℃时， 吸水饱和的混凝土出现冰冻， 游离 的水转变成冰， 体积膨胀 9 ％， 因而混凝土产生膨胀应力， 导致 裂缝 出现 。 此外， 温度低使得混凝土硬化慢， 尤其是混凝土初凝时受 冻最严重， 成龄后混凝土强度损失可达 3 0 ％～ 5 0 ％。因此冬季 施工应注重混凝土的保护， 可采取电气加热法、 暖棚法、 地下蓄 热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺人防冻剂、 快 速凝剂等措施。 1 ． 6材 料引起 的裂缝 施 工 技 术 研 究 与 应 用 重 筑 _ 2 0 1 2年第 6期 ( 总 1 8 8期 ) 安徽建筑 ■■●■一 —● _●一 l —— 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 ■ 水泥的安定性不稳定，水泥石中含有生石灰或氧化镁， 在 水化后体积膨胀， 易产生裂缝 ； 又如砂石料含有碱活性， 易导致 碱骨料反应， 引起混凝土体积膨胀产生裂缝； 此外， 水和外加剂 的质量或其含有有害杂质也容易造成混凝土质量难以控制， 从 而导致混凝 土产生裂缝 。 1 ． 7其它 此外， 由于基础的不均匀沉降等其它原因也会造成混凝土 开裂， 产生裂缝。 2 裂缝控制措施 影响开裂的因素很复杂， 往往不是单一因素造成的， 控制 裂缝也不只是施工人员和混凝土生产者的事， 而是涉及包括设 计、 混凝土及其原材料生产 、 施工甚至监理和业主( 开发商、 房 主或政府主管) 在内各方面的责任。因此需要各方共同努力解 决， 但是混凝土的施工， 包括混凝土原材料的控制、 混凝土的制 备和现场施工的各个环节， 则对于控制早期裂缝、 减小后期开 裂倾向、 保证实现设计的混凝土结构耐久性是至关重要的。 2 ． 1 设计 阶段 建筑工程的基础和主体结构设计应采取加强整体性的方 案， 对于建在软弱地基上的建筑， 宜采用整体性能好的基础型式 或采取加强基础整体性的措施。 建筑基础的选型与设计 ， 应尽量 采取措施减少上部结构所弓I 起沉降量防止可能的不均匀沉降。 当新建工程附近存在已有建筑时， 新建建筑工程的设计应考虑 新建工程的沉降对已有建筑的影响。此外对于特别构件或细部 设计( 如建筑工程楼屋盖、 牛腿等) 采取合适的构造措施。 2 ． 2原 材料 宜对水 泥安定性 、 骨料 的碱活性 、 混 凝土原材料及 混凝土 的抗裂性能进行检测。宜对混凝土原材料进行性能优化选择； 对混凝土配合比应进行抗裂性能优化设计， 在满足强度及泵送 要求的情况下选择抗裂性能最佳的混凝土。最好针对不同地 区、 不同构件及不同环境等进行混凝土的配合 比设计， 配置高 性能混凝土， 这样可以减小施工难度， 提高混凝土质量， 有助于 降低混凝土开裂的几率。 2 ． 3施工阶段 施工中应重视采取正确的施工浇筑顺序， 严格禁止违反操 作规程的浇筑和振捣方式， 重要工程应有在线测定混凝土温度 和应力的措施， 根据实测结果调整养护措施。夏季要注意降低 混凝土人模温度， 并尽量提前在混凝土处于塑性的阶段开始采 取 降温措施 ， 避免横跨断面的温差 ； 在混凝 土降温阶段 ， 无论夏 季还是冬季， 都要注意采取合理保温制度， 避免混凝土内部降 温太快。 避免拆模时产生热冲击， 要尽早开始湿养护， 并避免间 断浇水， 不得在混凝土内部温度达到高峰时开始浇水。 支撑现浇混凝土结构的模板必须通过模板设计使其具有 足够的强度、 刚度和稳定性。 上下层模板支架的立柱应对准， 并 铺设垫板。如支撑设于天然地基上， 应保证基础均匀受力并防 止下沉。拆模时的混凝土强度、模板拆除的顺序及拆模后的 支顶加固措施，均应符合有关标准规范及施工技术方案的要 求。同时要加强混凝土成品的养护与保护等。 2 ． 4后期管养 使用和管养部门应加强建筑物的管养及定期检查， 及时发 现问题 ， 解决问题 ， 可确保结构安全运营， 避免重大安全事故的 发生。 3 结 语 综上所述 ，对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题 ， 需要通过设计 、 监理、 施工及使用方等多方面的配合。 建议混凝土供应商和施工承包商联合实行混凝土的生产 、 浇筑、 养护( 包括温湿度控制) 等一体化的施工 ， 这不仅有利于 裂缝的控制， 也有利于施工质量的控制 ， 应当是建筑工业集约 化生产的方向。建设主管或开发商应当支持这一措施， 并在经 济政策上作相应的调整。 随着当今我们对混凝土耐久性研究的不断深入， 材料科学 的不断发展和建筑技术水平的不断提高， 相信混凝土裂缝问题 将会逐渐得以更好地解决。 参考文献 【 1 ] 许克宾． 混凝土桥梁的裂缝及其对结构性能的影响[ J 】 ． j E 方交通大 学学报 ， 1 9 8 9 ( 1 3 ) ． 【 2 】 刘瑞军， 冯玉华， 罗友弟． 住宅楼沉陷事故分析[ J ] ． 煤炭技术 ， 2 0 1 0 ( 2 9 ) ． [ 3 ] 唐理， 杨苏杭， 姜景． 某沉降槽筒仓渗裂事故的成因分析及加固处 理咖． 江苏建筑， 2 0 0 8 ( S 1 ) ． [ 4 】 王连辉． 浅谈建筑工程女儿墙裂缝事故分析叨科技创新导报， 2 0 1 1 ( 2 4 ) ． [ 5 ] 王宝珍． 钢筋混凝土烟囱裂缝腐蚀的原因及处理咖． 四川建筑科 学研究， 1 9 8 5 ( 4 ) ． 【 6 1 王赫， 贺玉仙． 花篮梁裂缝事故的分析及预防们． 建筑技术， 1 9 9 0 ( 7 ) ． [ 7 】 秦至谦， 张志恒． 某建筑物混凝土结构裂缝事故分析与处理 建筑 技术与应用， 2 0 0 9 ( 4 ) ． 【 8 】 张兴彬． 某混凝土工程裂缝事故分析[ J 】 ． 青岛理工大学学报， 2 0 0 6 ( 2 7 ) ． [ 9 】 汪宏． T型梁起吊倾 斜及裂缝分析[ J 】 ． 安徽建筑， 1 9 9 9 ( 2 ) ． 【 1 O 】 李新， 刘军． 单点起吊预制混凝土柱的裂缝控制措施叨．设计研究， 2 0 o 7 ( 2 ) ． 【 1 l 1 刘九红．某厂房建筑不均匀沉降事故的分析与处理【 J 】 ． 山西建筑， 2 0 0 9 ( 3 5 ) ．