房建工程混凝土裂缝成因分析及控制

　　摘要：混凝土裂缝是房建工程中最常见的现象之一，裂缝的存在和发展会危及建筑物的安全，造成质量安全事故。本文深入探讨和分析了裂缝产生的原因及控制方法，为裂缝的防治提供参考。
　　关键词：裂缝；收缩；成因；控制；发展
　　
　　一、混凝土裂缝的类型及成因
　　造成混凝土裂缝的原因是多方面的，一般而言，可分为混凝土自身原因和外部原因两大类。
　　（一）混凝土因自身特性产生裂缝
　　1.收缩裂缝
　　混凝土硬化后因为水分蒸发，体积上收缩。因为混凝土中的水分蒸发通常情况下主要在混凝土浇捣后的硬化过程中和硬化后一个月左右的时间内完成，尤其在硬化过程中水分蒸发速率最大[1]；因而，相应地收缩裂缝出现的时间与其相对应。一般情况，几个月以后，混凝土体内多余的水分蒸发已基本完成，混凝土内湿度与环境的湿度基本趋于一致，因而收缩裂缝的大小发展也趋于停止，处于相对稳定的状态。
　　如果混凝土的体积变化受到约束，且混凝土自身抵抗这种变形的抗拉性能过低时，就会产生开裂。可以说，混凝土自身收缩是其固有的物理特性，而由此类原因产生的收缩裂缝，占大多数[2]。
　　
　　（1）干燥收缩由于水泥混凝土的脱水干燥，其长度或体积会有所减少，称为干燥收缩。影响其干缩变形的主要原因可分为内外两个方面：内因涉及单方水泥用量、用水量、水灰比、骨料以及构件大小；外因则涉及环境的相对湿度、干燥时间等。
　　（2）干湿引发的体积变化硬化后混凝土结构虽然是稳定的，但在水中或高湿度的地方，会因为吸收水份而产生膨胀，称为润湿膨胀。影响其膨胀的主要原因有：混凝土中的单方用水量、水泥用量、水灰比、骨料及构件的大小、混凝土沁水前的干燥状态以及水中存放期限等[3]。
　　2．温度裂缝温差裂缝主要是由于温度差或由于温度变化通过混凝土热胀冷缩效应而引起混凝土开裂。其中可分为两类。
　　一类为由于混凝土内部存在一个温度差，从而内部产生温度效应力而导致混凝土开裂。对于大体积混凝土，温升引起的膨胀是极度危险的。由于混凝土体积大，聚积在混凝土内部的热量不易散发，导致混凝土内部温度升高；而混凝土表面散热很快，这样就形成了温差很大的内表温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力[4]。当表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，就会在混凝土表面产生裂缝。
　　另一类温差裂缝并不是开裂混凝土本身内部有温度差所引起的，而是出于整个混凝土结构中局部混凝土构建所受环境温度的变化，通过热胀冷缩效应，对与其相关的构件产生拉应力。
　　影响温度裂缝的主要因素有：水泥品种、水泥浆量、构建形状、断面尺寸、混凝土浇注时温度及外界气温等。
　　3．塑性收缩裂缝的成因塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水很快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈现中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小时，受高温或较大的风力影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压力造成混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土强度又无法抵抗其本身的收缩，而产生龟裂。
　　（二）化学反应引起的裂缝
　　碱骨料缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最为常见的，是由于化学反应而引起的裂缝[5]。这种裂缝一般出现混凝土结构的使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。
　　(三）混凝土结构受力裂缝
　　结构受荷载后产生裂缝的因素很多，施工中和使用期间都可能出现裂缝。所以在一般情况下钢筋混凝构件是允许带裂缝工作的（这就是前面所讲到的无害裂缝）。
　　二、混凝土裂缝的预防措施
　　（1）严格控制混凝土施工配合比。
　　（2）严格控制混凝土的温度应力。
　　（3）做好裂缝计算过。
　　（4）做好混凝土的浇筑和振捣。
　　（5）做好后浇带的施工。
　　三、混凝土裂缝的处理措施
　　（一）表面修补法
　　表面修补法是一种简单、常见的修补方法。它主要是用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及探进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料[6]。
　　（二）灌浆、嵌缝封堵法
　　灌浆法主要是由于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中。胶结材料硬化后与混凝土形成整体，从而起到封堵加固的作用。
　　（三）结构加固法
　　当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面尺寸。在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
　　（四）混凝土置换法
　　混凝土置换法是处理混凝土严重损坏的一种有效的方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换新的混凝土或其他材料。常见的置换材料有：普通混凝土、水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土和砂浆。
　　（五）电化学护法
　　电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防腐法、氯盐提取法、碱性复原法是化学护法中常用到而且很有效的三种方法。
　　(六)仿生自愈和法
　　仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法它是模仿生物组织对受刨伤部位自动分泌某种物质。而使创伤部位得到愈合的机能。在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分。在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
　　
　　参考文献：
　　[1]孟凡成,王海顺.浅谈混凝土裂缝成因与控制[J].承钢技术,2004,(Z1)
　　[2]贾民.泵送早强混凝土墙体充填材料的研究与应用[J].山东煤炭科技,2011,(02)
　　[3]胡立峰.高标号泵送混凝土的配制技术[J].山西建筑,2007,(02)
　　[4]吴颖峰.用一元线性回归分析法选择配制水灰比[J].山西建筑,2006,(08)
　　[5]宋刚.浅谈普通混凝土配合比设计在实践应用中的问题及解决方法[J].北方交通,2006,(06)

《房建工程混凝土裂缝成因分析及控制》

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