混凝土裂缝控制分析

混凝土裂缝控制分析

李茂 孟飞

中国建筑第八工程局有限公司西北分公司陕西西安710000

摘要：混凝土是当前建筑施工中广泛使用的一种建筑材料，混凝土具有价格低、抗压性强、使用便捷等优点，我国的基础建设中都离不开混凝土材料。但混凝土材料的使用也存在着一些难题，从材料角度看其影响了建筑施工质量和建筑安全，其中混凝土裂缝问题是当前在建筑施工中广泛存在的一种施工问题。无论是显性还是隐形的混凝土裂缝现象，都会对建筑的安全性产生影响，进而威胁建筑建设者、使用者的人身财产安全。因此，探寻混凝土裂缝问题产生的原因，并提出针对性的控制措施，对于改善当前的建筑施工质量有重要意义。传统对混凝土裂缝问题的控制方法采用单一改变混凝土成分的方式，控制混凝土裂缝问题的出现。

1建筑施工中的混凝土裂缝问题原因分析

1.1 混凝土浇筑地基变形

混凝土的自身材料性质决定了混凝土使用时需要浇筑的地基相对平整，若地基出现明显的高度差时，会使得浇筑时流动的混凝土的各组成成分在重力作用下，出现不均匀的成分沉降。而当混凝土凝固定型时，会导致混凝土结构出现变形，变形后的混凝土结构受到多种作用力的牵引，产生形变，最终形成不同大小、形状以及方向的裂缝。混凝土浇筑时，因浇筑地基的施工作业问题，导致地基出现变形，会对混凝土产生不同方向的牵引作用。通常因地基变形导致的混凝土裂缝都是贯穿类型的，裂缝面积或深度相对较大。

1.2 材料质量影响

混凝土的主要组成原料为水泥和砂石，两个主要组成原料的质量将会直接对混凝土的质量产生影响。同时，水泥材料本身也会在保存时出现受潮或超期等质量问题，导致水泥材料质量、性质出现问题，影响混凝土强度。而砂石的颗粒大小也会影响混凝土中各个成分的均匀程度。当混凝土材料的质量存在问题时，会使得建筑施工使用的混凝土无法达到施工设计的预设理论强度，导致实际的施工作业时出现开裂现象。混凝土浇筑前需要对水、石灰、砂石进行充分的搅拌、浇筑完成后，为减少浇筑时带入空气产生空腔对浇筑结构的影响，需要对未凝结的浇筑体振实处理。以上任意一个环节出现问题，都会影响混凝土质量，进而导致建筑中混凝土结构出现裂缝。混凝土中各组成成分配比情况也会影响混凝土材料的强度，也是导致混凝土因本身性质出现裂缝的原因。

2混凝土裂缝控制分析

由于混凝土结构长期处于自然环境中，必然会受到各种自然因素的影响，这些影响会加速混凝土结构的变形，在这些因素中比较明显的是温度因素。如果混凝土结构内外出现过大的温差，就会产生温度应力。当混凝土构件内部温度超过极限状态时，就会出现裂缝。在出现裂缝的同时，混凝土中的钢筋会暴露在空气中，引起氧化和腐蚀。这将给建筑物带来巨大的破坏，一旦出现大量的裂缝，建筑物的混凝土结构就会受到影响，这种裂缝会对建筑物的安全产生很大的影响。因此，研究如何防止混凝土结构温度裂缝的大量出现，确保混凝土结构能够安全使用，是非常有必要的。

裂缝的出现是一种常见的现象。裂缝形成的主要阶段集中在施工阶段，如今，我国大多数建筑物的结构为混凝土结构，而抗裂性能差是混凝土结构的缺点之一。裂缝的出现不仅会改变建筑物的外观，而且对建筑物安全和寿命也会产生影响。为了防止这些不良现象的发生，避免影响混凝土结构安全性能的裂缝产生，对混凝土裂缝的研究就显得尤为重要。

目前的研究表明，当混凝土承受荷载作用时，钢筋混凝土结构会出现细小裂缝。许多专家已经表明，这种裂缝的形成是由于变形约束而产生的。这种裂纹称为微裂纹。微裂缝主要分为粘接裂缝、水泥裂缝和骨料裂缝三类。

这三类裂缝，前两种裂缝出现的较多，最后一种出现的概率较少。通常情况下微裂缝对结构的危害性不大，不会对混凝土结构的防渗、承重以及其他的使用功能产生过多的危害。但是在混凝土结构受到温度、荷载等作用时，微裂缝就会扩展，相互连通，最终形成通过肉眼可以观测到的宏观裂缝，这将会对混凝土结构安全产生影响。通过试验发现，当混凝土承受极限强度的荷载在30%以下时，不会产生微裂缝；当荷载达到30%~70%时，就开始出现微裂缝；当荷载达到70%~90%时，微裂缝会迅速扩展，直至全部微裂缝被连通并完全破坏。

当结构最弱部分的荷载相应增大时会加速微裂缝的变形，使建筑更快的被破坏。另外，抗拉强度的离散性远大于抗压强度，混凝土的不规则性对混凝土的拉应力影响很大。在大多数建筑工程中，抗拉强度对裂缝的形成影响最大。当微裂缝未发育时，混凝土仍具有抗剪性能。即使在微裂纹出现的时候，也可以通过摩擦和咬合力来维持。但当微裂缝逐步形成时，混凝土将失去抗剪能力。目前，最常见的破坏是剪切破坏。

微裂缝的产生主要是由于混凝土硬化后体积发生不规则变化，水泥和骨料随之发生变化，两者之间发生约束应力变形。根据结构理论的相关研究，发现混凝土产生微裂缝的原因是收缩变形引起的应力变化。

水泥的用量、标号及品种，骨料的性能以及含泥量等都会影响混凝土的干缩。水泥越多，水泥的标号越高，水灰比越大，骨料的含泥量越大，混凝土收缩也越大，因此在制作混凝土配合比的过程中尽量选用低水化热水泥，尽可能的降低水泥用量，控制水灰比。另外选用弹性模量大的骨料，会降低混凝土的收缩性。

混凝土在搅拌过程中拌合比没有拌合好，拌合比则会发生变化。浇筑过程中，程序不正确，顺序的逆反也极大地损害了混凝土的质量和性能，导致混凝土和构件出现裂缝。在施工过程中过分捣鼓，模板、垫层过于干燥，过分抹平压光，以及施工工艺不当，过早拆模，养护不到位，浇筑时人手不够导致混凝土在烈日下曝晒等施工方法不当也会导致裂缝的出现。

水泥在水化过程中产生大量的热量是影响温度变化的主要因素。尤其是在大体积混凝土施工过程中，混凝土的强度高，水泥的用量也比较大，因此会产生大量的水化热，并且聚集在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形，当温度应力超过混凝土内外约束力时，混凝表面就会出现裂缝。温差越大，裂缝也会随之越大。

由于地质勘察报告的准确性和真实性不高，给设计人员造成分析、判断或者设计错误，当设计的假设模型与实际地理环境差异过大时，支架、支撑就会出现变形下沉，产生不均匀沉降，同时，上部和下部建筑的荷载不同，也会造成不均匀沉降，以及对地基的处理不均匀，也会导致混凝土的沉降。

综上所述，导致混凝土裂缝的主要原因是混凝土结构和自身因素。结构因素可在施工图纸设计时进行结构优化，以减少外部荷载的影响；自身的因素可在配合比设计、原材料的选择、养护等方面进行优化，从而减少温度应力和收缩对混凝土的影响。就目前来说，还是将温度应力引起的有害裂缝作为控制裂缝的重点。

引发混凝土有害裂缝的因素虽然很多，但是从近百年来国内外众多专业人士的科学研究所积累的成功经验表明：有针对性的选择原材料，规范施工方法，优化施工工艺，充分考虑各种因素的影响，能够有效的避免裂缝的产生。在实际施工过程中，应根据现场实际情况，有针对性调整施工方法，改进养护措施和调整检测方案，来避免有害裂缝的产生。

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