浅谈混凝土裂缝成因及其控制对策

来源：职称驿站所属分类：建筑施工论文
发布时间：2013-02-28浏览：32次

　　摘要：混凝土以其物美价廉的优点被广泛应用于现代生产生活的工程建筑中。而其裂缝问题屡见不鲜，是建筑施工中出现的一个普遍问题,本文归纳总结了混凝土裂缝的分类，分析了各种裂缝形成的原因，进而提出针对性的控制对策，为实际工程提供参考和依据。

　　关键字：混凝土结构,裂缝,成因,控制对策

　　1 引言

　　2012年1月，江西晨报上报道过一篇《南昌八一桥引桥护栏开裂路过市民心慌慌》的新闻。该新闻主要描述了引桥混凝土开裂并导致桥主体出现裂缝，从而使得过往的市民感到非常的不安全。混凝土建筑结构在我们的日常生活中随处可见，伴随其的裂缝与混凝土结构也是形影不离。裂缝的产生，会在一定程度上影响到建筑结构的正常使用功能，严重者甚至威胁到与其相关的生命财产安全。因此，研究混凝土裂缝的成因，讨论其控制方法，在建筑工程中具有十分重大的意义。

　　2裂缝的分类

　　按照裂缝产生的原因即是否受到外力的作用，分为荷载裂缝和非荷载裂缝。荷载裂缝按照荷载的性质，荷载裂缝可分为弯曲裂缝、剪切裂缝和扭转裂缝。非荷载裂缝按照变形的种类分为塑性塌落裂缝、塑性收缩裂缝、干燥收缩裂缝和自收缩裂缝、温度变形裂缝、沉降裂缝、冻融裂缝、钢筋锈蚀裂缝、化学反应膨胀裂缝。

　　3 裂缝的成因

　　3.1设计阶段

　　(1)截面不够、梁的跨度过大、高度偏小。

　　(2)由于计算错误导致受力钢筋截面偏小或板太薄、配筋位置不当、节点不合理等。

　　(3)结构构件截面突变或因开洞、留槽引起应力集中。

　　(4)构造处理不当或各种结构缝设置不当等因素均容易导致混凝土结构开裂。

　　(5)结构形式选择不当。超长、超厚及超静定结构对于各种变形有显着约束作用。

　　(6)结构混凝土强度选择了过高的强度等级。

　　3.2施工和使用阶段

　　3.2.1微裂缝的存在。

　　其形成原因是混凝土中的水泥石和骨料在温湿度变化条件下产生不均匀的体积变形，而它们又粘结在一起不能自由变形，于是形成相互间的约束应力，一旦此约束应力大于水泥石和骨料间的黏结强度。以及水泥石自身的抗拉强度，就会产生微裂缝。

　　3.2.2从结构的选材到施工工艺方面

　　材料质量及选配水泥、砂、石等材料质量不好或选配不合理。

　　施工工艺方面一般常涉及到的有：①水分蒸发、混凝土的干缩。②混凝土的搅拌、运输、浇捣、振实等各道工序中的任何缺陷和疏漏。③模板构造不当，漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过早拆模等。④施工过程中，钢筋表面污染、混凝土保护层太薄或太厚，浇筑中碰撞钢筋使其移位等。⑤施工控制不严，超载堆荷。⑥高空浇灌混凝土引起的混凝土结构开裂。⑦极端天气如高温，大风等对混凝土的影响。⑧混凝土的养护条件对其收缩的影响。

　　3.2.3 环境影响

　　(1)地基变形

　　在钢筋混凝土结构中，造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定于地基变形的情况，由于地基变形造成的应力相对较大，使得混凝土结构裂缝一般是贯穿性的。

　　(2)温度变形

　　混凝土具有热胀冷缩的性质。当环境温度发生变化时，就会产生温度变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。在工程中，这类裂缝较多见，譬如现浇桥面板、屋面板及梁上的裂缝，大体积混凝土的裂缝等。

　　(3)湿度变形

　　混凝土在空气中结硬时，体积会逐渐减小，一般谓之干缩。收缩裂缝较普遍，常见于现浇墙板式结构、现浇框架结构等，通常是因为养护不良造成。混凝土的收缩发展规律是早期快、后期缓慢。因此对于超长、超厚的建筑物或构筑物，通常是掺加微膨胀剂等，这样可基本解决混凝土的早期干缩问题。

　　4主要控制措施

　　4.1材料组成、配比的优化

　　优化混凝土组成成分及配比，包括碱水剂的种类，水泥的品种、用量，矿物掺合料(如粉煤灰，矿粉)，水灰比，骨料体积含量，骨料最大粒径、砂率和细度模数，粗骨料级配等等，其对减少混凝土出现裂缝具有极大的改善作用。

　　4.2设计和构造措施

　　4.2.1“抗”与“放”原则。

　　“抗”的原则是通过提高混凝土结构的抗拉强度和极限拉伸，来抵抗混凝土干缩和温度变形，体现在对混凝土构件的配筋进行适当增加，奇斯克列里经验公式告诉我们，工程中最好“细筋密布”，即在同样的配筋情况下，尽可能使用直径较细的钢筋，使钢筋的间距密一些。

　　“放”的原则是通过创造混凝土结构自由变形的条件，来释放混凝土干缩和温度变形。该原则体现在留设变形缝上，混凝土结构施工期间和建成后永久保留的变形缝，称为“伸缩缝”，当前实际施工中，一般都采用“伸缩缝”。

　　4.2.2优化结构平面布置

　　①建筑平面宜规则，避免平面形状突变。②对于连续长度较长的外墙，建筑外墙上可以考虑设置大的落地门窗和八角窗以减小墙端部处温差应力，避免楼板切角裂缝的产生。③当房屋长度大于60米时，可在房屋中部设置收缩后浇带，以减小混凝土收缩应力及温度应力的影响。④对于外露的现浇刚劲混凝土女儿墙、挂板、栏板、檐口等构件，当其水平直线长度超过12米时，可设置伸缩缝，伸缩缝间距≤12m。

　　5.修复技术

　　即使采用了以上所述的控制措施，混凝土自身的材料特性以及多种复杂因素的影响，决定了混凝土结构在建筑工程中难免会出现裂缝。裂缝一旦形成，往往还会伴随后期结构承载情况以及环境因素的变化，持续运动和发展，表现为裂缝数不断增多，裂缝深度、宽度不断加大，从而对结构的安全性产生影响，更有可能对建筑物的长期耐久性和正常使用功能造成严重的危害。因此，混凝土裂缝修复显得十分必要和关键，当裂缝达到肉眼可视宽度时，就要进行修复工作。

　　修复方法主要有表面处理法、填充法、灌浆法和结构补强法。

　　表面处理主要是涂抹和表面贴补。采用裂缝修补材料涂敷于裂缝表面，并使材料固化达到裂缝修补的目的。填充法则是将填充材料直接填充于裂缝之中，可采取先开V字形槽，然后填充的处理方法。结构补强法的基本要求是不但能有效修复裂缝，还能恢复原有结构的承载力。

　　表面处理法和填充法中经常使用的修补材料有聚合物水泥砂浆、聚合物砂浆(环氧砂浆，不饱和聚酯砂浆，呋喃砂浆)、纤维符合修补材料(钢纤维混凝土，合成纤维修补材料)。灌浆法中经常使用环氧树脂化学灌浆材料、甲基丙烯酸酯类化学灌浆材料、氨基甲酸酯浆材、水溶性聚氨酯浆材等等。结构补强法中主要使用的是建筑用胶黏剂。

　　6 结语

　　以上对混凝土裂缝的成因及控制措施进行了初步探讨，实践中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，尽量避免裂缝的产生。

　　参考文献：

　　【1】张雄. 《混凝土结构裂缝防止技术》 2007年1月第一版

　　【2】富文权，韩素芳. 《混凝土工程裂缝预防与控制》 2007年5月第一版

《浅谈混凝土裂缝成因及其控制对策》

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