混凝土结构裂缝的成因分析及预防控制
【摘 要】 近年来随着我国墙改、住房商品化的发展，人们对居住环境和建筑质量的要求不断提高，对建筑物裂缝的控制要求更为严格。由于建筑物的质量低劣，如由于混凝土结构出现细裂缝、墙体裂缝、渗漏等涉及的纠纷或官司也越来越多，建筑物的裂缝已成为住户评判建筑物安全的一个非常直观、敏感和首要的质量标准。本文针对混凝土结构出现的裂缝问题，结合工程现场对施工过程中裂缝的成因进行了分析，提出了切实可行的预防控制措施。
【关键词】 混凝土结构；混凝土裂缝；成因分析；预防控制
一、引言
近年来，现浇楼板的应用普及给住宅工程增加了保险系数，提高了抗震强度，同时也提高了住户的安全感，受到用户的普遍欢迎。但由于现浇混凝土结构产生细裂缝的存在不仅降低了墙体的整体性、耐久性和抗震性能等，同时由于现浇混凝土结构产生的细裂缝给居住者在感观上和心理上也会造成不同程度的影响，严重影响了住宅的实用。
对于现代钢筋混凝土建筑来说，其非结构性裂缝是先天顽疾，并且由于生产和施工条件不能彻底工业化，使裂缝的产生和开展变得更加复杂。除非完全改变现代建筑的形式、形态，或者进行建筑原材料的二次革命，否则彻底解决混凝土非结构性裂缝根本不是一件可能的事情。不过通过一定的预防控制措施，在一定范围内还是能有效控制混凝土结构裂缝的产生。
混凝土结构裂缝的形式分类：按产生原因可分为由外荷载、变形、结构构件施工质量不合格引起的裂缝；按方向外形可分为表面的、贯穿的、纵向的、横向的、上宽下窄、下窄上宽、对角线式等；按裂缝深度可分为表面裂缝、深层裂缝以及贯穿裂缝三种。
二、混凝土结构裂缝的成因分析
混凝土作为一种复合建筑材料，由砂石骨料、水泥及其它外加材料混合而成的非均质脆性材料，其抗压性能良好而抗拉性能很差，抗拉强度是抗压强度的1/8～1/20左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104，因而极易产生裂缝。
温度引起的裂缝一种情况是大体积混凝土因水泥水化热导致内外温差过大所引起的温度应力超过混凝土早期抗拉强度时引起的裂缝，另一类是混凝土因环境温度变化而产生膨胀或收缩变形，其中收缩变形又受到外界的约束或内部钢筋的阻碍而产生裂缝。其他还包括混凝土硬化前产生的表面裂缝、混凝土收缩变形时受到约束产生的裂缝、材料不良引起的裂缝等等。
设计中，往往只针对正常使用的荷载情况进行验算，未考虑构件浇筑过程中产生的各种变形因素，而这种变形恰恰对构件的影响很大。计算有误，构件截面尺寸设计不合理，断面配筋不足，钢筋排列顺序不当这些都是造成构件的承载力和刚度不足、变形过大而产生裂缝的原因。由此造成的垂直裂缝通常出现在梁、板结构弯矩最大的地方，对柱裂缝则出现在中部，而斜裂缝则通常发生在剪力最大的部位。一般来说支座附近较多，由下部开始多数沿45°角向跨中上方延伸。
施工中，混凝土终凝前未仔细收光，导致收缩裂缝不会自行闭合；现场施工人员为加快施工速度擅自加水，导致混凝土局部形成了软弱层，增加了裂缝出现的可能性；混凝土构件养护不到位，模板拆除过早和结构受荷载过早等都易造成裂缝产生。
三、混凝土结构裂缝的预防控制
选用水泥时，宜选用铝酸三钙，其谷量较低，细度不宜过细，矿渣含量不宜过多的水泥，砂不宜用特细砂。在确定配合比时，应采用低水灰比，低水泥用量和低用水量，选用级配良好的砂子和石子。气温较低时，在混凝土中掺加促凝刑，以加速混凝土的凝结和强度发展。
浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿透，避免吸收混凝土中的水分。振捣密实，减少混凝土的收缩量。施工中应加强振捣，提高密实度，加强浇水养护，延迟收缩发生，以避免在早期混凝土强度较低时，出现过大的收缩而造成裂缝。混凝土浇筑后，在初凝前完成抹平工作，终凝前完成压光工作。建议推广二次抹压工艺，抹光后及时用潮湿的草袋或塑料薄膜覆盖，认真养护，喷涂混凝土养护剂。
在气温高、风速大、干燥的天气施工时，应加挡风设施。混凝土浇筑后应及早进行喷水养护，使其保持湿润。大面积混凝土宜浇完一段养护一段。在炎热季节，需加强表面的抹压和养护。必要时加设遮阳挡风及喷雾设施等。混凝土体积较大时，要避免各种收缩应力叠加，在结构应力复杂、应力集中或应力较大的部位，特别要防止出现过大的收缩应力。
拌合混凝土时，加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；在混凝土中埋设PVC管，通入冷水降温；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。施工中长期暴露的混凝土表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。另外，施工中合理改善约束条件，如合理分缝分块，避免基础过大起伏，合理安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露，等等。
四、混凝土结构裂缝的处理方法
简易处理法有表面修补法、充填法等。表面修补法适用于较窄的裂缝，对结构强度影响不大，但会使钢筋锈蚀，所以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用。充填法适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土的修补，可利用压力设备将胶结材料压入混凝土裂缝中。
加固处理法有钢箍加固法、粘贴加固法、注入法、梁的三面或四面加做围套法、混凝土置换法等。在梁的刚度、强度或剪力不足且相差较大的情况下，采用梁的三面或四面加大，做钢筋混凝土围套加固较为适宜；混凝土置换法是处理混凝土结构严重受损的一种有效方法。先将结构损坏部分的混凝土剔除，然后再置入新的混凝土材料。常用的置换材料有普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土和砂浆。
五、结语
混凝土结构裂缝的成因复杂，要想准确判断裂缝的成因还需做大量细致的调查取证工作。针对混凝土结构裂缝应坚持预防为主的原则，加强设计施工及使用等方面的管理，确保结构安全和避免不必要的损失。一旦产生裂缝，应全面调查分析，查明原因，找出加固依据，在处理方法上优化比较，进行经济科学论证，综合考虑，以求施工方便经济高效。
参考文献
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