淺談產(chǎn)生混凝土裂縫的原因及措施

1、淺談產(chǎn)生混凝土裂縫的原因及措施 一、混凝土裂縫類型及成因 實(shí)際上，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多，甚至多種因素互相影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種原因，其中最常見的是混凝土早期裂縫，混凝土早期裂縫有以下幾種： 1、塑性沉降裂縫此類裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土骨料沉降時(shí)受到阻礙（如鋼筋、模板）而產(chǎn)生的。這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土澆注后0.5小時(shí)至3小時(shí)之間，混凝土尚處在塑性狀態(tài)，混凝土表面消失水光時(shí)立即產(chǎn)生，沿著梁及板上面鋼筋的走向出現(xiàn)，主要是混凝土塌落度大、沉陷過高所致。另外在施工過程中如果模板綁扎的不好、模板沉陷、移動(dòng)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)此類裂縫。 2、塑性收縮裂縫 此類裂縫產(chǎn)生的主要原因

2、是混凝土澆筑后，在塑性狀態(tài)時(shí)表面水分蒸發(fā)過快造成的。這類裂縫形狀不規(guī)則、長(zhǎng)短寬窄不一、呈龜裂狀，深度一般不超過50mm.多在表面出現(xiàn)，產(chǎn)生的原因主要是混凝土澆注后34小時(shí)左右表面沒有被覆蓋，特別是平板結(jié)構(gòu)在炎熱或大風(fēng)天氣混凝土表面水分蒸發(fā)過快，或者是基礎(chǔ)、模板吸水過快，以及混凝土本身的水化熱高等原因造成混凝土產(chǎn)生急劇收縮，此時(shí)混凝土強(qiáng)度趨近于零，不能抵抗這種變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。 3、溫度的變化與濕度的變化 裂縫： 混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的

3、拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫。 4、原材料質(zhì)量引起的裂縫 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成?；炷了捎貌牧系馁|(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。 砂石含泥量超過規(guī)定，不僅降低混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性，還會(huì)使混凝土干燥時(shí)產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。砂石的級(jí)配差，或砂顆粒過細(xì)，用這種材料拌制的混凝土常造成側(cè)面裂縫。堿骨料反應(yīng)。骨料中含有泥性硅化物質(zhì)與堿性物質(zhì)相遇，水、硅反應(yīng)會(huì)生成膨脹的膠質(zhì)，吸水后造成局部膨脹和拉應(yīng)力，

4、則構(gòu)件產(chǎn)生爆裂狀裂縫，在潮濕的地方較為多見。 拌和用水及外加劑拌和用水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時(shí)對(duì)鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對(duì)堿骨料反應(yīng)有影響。 二、 混凝土裂縫常見預(yù)防措施 1、塑型沉降裂縫預(yù)防措施此類裂縫預(yù)防的措施如下： 在滿足泵送和施工的前提下盡可能減小混凝土塌落度； 保證混凝土均質(zhì)性，攪拌運(yùn)輸卸料前先高速運(yùn)轉(zhuǎn)2030秒，然后反轉(zhuǎn)卸料； 施工過程中應(yīng)經(jīng)常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實(shí)情況，不能漏振、過振使混凝土離析分層； 施工過程中嚴(yán)禁隨意加水。 2、塑性收縮裂縫預(yù)防措施此類裂縫預(yù)防的措施如下： 施工單位在澆注混凝土后要及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù)

5、，增加環(huán)境濕度； 商品混凝土公司在滿足可泵性、和易性的前提下盡量減小出機(jī)塌落度、降低砂率、嚴(yán)格控制骨料的含泥量。 為了防止溫度的變化與濕度的變化裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。 3、控制溫度的措施如下： （1）采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量； （2）拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度； （3）熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱； （4）在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫； （5）規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度； （6）施工中長(zhǎng)期暴露

6、的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施；改善約束條件的措施是： （1）合理地分縫分塊； （2）避免基礎(chǔ)過大起伏； （3）合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露； 4、施工方面原因造成的裂縫預(yù)防措施此類裂縫預(yù)防措施如下： 加強(qiáng)模板施工的過程管理。模板及其支架必須有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，在振搗過程中派專人進(jìn)行看模，防止松扣下沉現(xiàn)象發(fā)生；試塊強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)允許值時(shí)方能拆模。 混凝土的成品保護(hù)。對(duì)澆筑好的板面，必須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2nmm2 后方可上人。 鋼筋綁扎施工加強(qiáng)對(duì)負(fù)彎矩筋的管理。加密支撐馬凳的間距、確保板面負(fù)彎矩筋的保護(hù)層厚度。 振搗方式方法必須正確。振搗易

7、快插、慢拔。振搗時(shí)間過短，混凝土不均勻；時(shí)間過長(zhǎng)，易導(dǎo)致嚴(yán)重浮漿。 三、工程實(shí)例分析 （一）工程概述某沿海地區(qū)六層磚混結(jié)構(gòu)住宅樓群，建筑面積均為3000平米左右，屋頂為坡屋頂，各建筑砌筑砂漿12層均采用m7.5混合砂漿砌筑，3層以上均采用m5混合砂漿砌筑，砌筑磚均為mu1o粘土紅磚。各建筑樓板、樓梯、圈梁及構(gòu)造柱等現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)均為c20?；A(chǔ)混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂部設(shè)有鋼筋混凝土基礎(chǔ)圈梁。 上述住宅竣工后居民入住一段時(shí)間，逐漸發(fā)現(xiàn)部分樓板、局部過梁、梯梁開裂，其中現(xiàn)澆樓板裂縫寬度大多在0.1mm0.3 mm，長(zhǎng)度不等，主要表現(xiàn)于樓板角45°斜裂縫，樓板中部平行裂

8、縫（平行于長(zhǎng)短邊）和穿線管處裂縫。 經(jīng)權(quán)威部門檢測(cè)，本工程實(shí)例所產(chǎn)生的裂縫屬于非受力裂縫，即非荷載作用引起的裂縫，裂縫雖然不影響結(jié)構(gòu)安全，但影響結(jié)構(gòu)的耐久性和正常使用，必須進(jìn)行封閉處理。 對(duì)于該工程發(fā)生的現(xiàn)澆樓板裂縫，根據(jù)檢測(cè)調(diào)查結(jié)果，首先采用排除法分析各種原因。 1.排除地震力作用，因?yàn)閺墓こ探ㄔ斓绞褂谜麄€(gè)過程未發(fā)生過地震。 2.排除荷載作用，因?yàn)樵S多發(fā)生裂縫的空置房間在竣工驗(yàn)收時(shí)未產(chǎn)生裂縫，在大半年后才陸續(xù)出現(xiàn)上述裂縫，房間空置期間未有堆積荷載，只有結(jié)構(gòu)自重。 3.排除設(shè)計(jì)承載力不足，因?yàn)榻?jīng)復(fù)核設(shè)計(jì)圖符合國(guó)家現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范要求。 4.排除地基不均勻沉降影響，因?yàn)橥ㄟ^現(xiàn)場(chǎng)觀察，建筑物與排水明溝

9、處未出現(xiàn)由沉降產(chǎn)生的開裂現(xiàn)象，墻體未出現(xiàn)斜裂縫，通過沉降觀測(cè)，到目前建筑物未發(fā)現(xiàn)不均勻沉降。 5.排除材料不合格因素，因?yàn)樗捎玫牟牧暇泻细褡C，且材料經(jīng)過測(cè)試合格。 經(jīng)過深入調(diào)查及分析，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、建設(shè)、材料等各方專家認(rèn)為混凝土收縮及溫度應(yīng)力的輔助作用是引起現(xiàn)澆樓板出現(xiàn)上述典型裂縫的主要原因。 出現(xiàn)的主要裂縫成因分析 1、穿線管位置裂縫原因。當(dāng)前，在混凝土板中預(yù)埋電線導(dǎo)管大多采用pvc管。由干pvc管直徑較大，管徑多在2030mm，彈性較太，表面光滑，與混凝土結(jié)合較差，使得板內(nèi)存在薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)混凝土樓板較薄時(shí)，很容易因混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫。本工程混凝土板厚100mm，穿線管直徑約占板厚

10、的13，加之混凝土收縮變形較大，若在該部位布管和澆搗混凝土不善，極易形成沿線管布設(shè)走向的裂縫。 2、板角斜裂縫原因。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在不同的時(shí)間季節(jié)和環(huán)境中，其周邊大氣溫度發(fā)生變化，在混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生熱脹冷縮的“溫度變形”。對(duì)于現(xiàn)澆混凝土樓板，由于日夜溫差及季節(jié)溫差的影響，將會(huì)產(chǎn)生截面均勻溫差應(yīng)力。 本工程中，樓板與圈梁整體澆注，墻體及圈梁對(duì)現(xiàn)澆樓板支承邊具有較強(qiáng)的約束作用，由子混凝上的收縮應(yīng)力，加上反復(fù)溫差應(yīng)力的輔助作用，在樓板中產(chǎn)生雙向拉應(yīng)力，混凝上的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低的多，當(dāng)某一處最大主拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗裂強(qiáng)度時(shí)，混凝土沿與最太主拉應(yīng)力垂直的方向受拉劈裂，在實(shí)際中混凝土的抗裂強(qiáng)度的取值

11、離散性較大，隨著雙向應(yīng)力比的不同，樓板裂縫出現(xiàn)的形式也不同，即有房間角部出現(xiàn)45度斜裂縫。 3、樓板平行于長(zhǎng)邊和短邊的裂縫原因。該工程施工段長(zhǎng)45m，樓板混凝上連續(xù)澆筑，形成整體連續(xù)板。按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混凝土收縮變形y0=3.24×10-4計(jì)，該板東西向絕對(duì)變形達(dá)15mm。而本工程樓板與圈梁整體澆筑，樓板變形受到圈梁約束而在板內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力。下面采用公式進(jìn)行估算該工程混凝土的干縮值以及在板內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力。 y (t) =y0·m1·m2m10（le-0.01t） 式中y (t)-任意時(shí)間的收縮（mmmm）； t-由澆灌時(shí)至計(jì)算時(shí)，以天為單位的時(shí)問值，本工程取t=120天

12、： y 0=y（）-最終收縮值（mmmm）； m1·m2m10-考慮各種非標(biāo)準(zhǔn)條件的修正系數(shù)； m1水泥品種，普通水泥取1.0 m2425水泥細(xì)度4000，取1.13 m3骨料，取1.0； m4水灰比0.64，取 1.5： m5水泥漿量為0.35，取1.75； m6自然養(yǎng)護(hù)三天，取1.09； m7因秋季施工，氣候比較干燥，環(huán)境相對(duì)濕度30，取1.18； m8水力半徑倒數(shù)，圈梁 r=0.165cm-l，取0.916；板 r=0.23 cm-l，取1.01； m9機(jī)械振搗，取1.0； m10配筋率（包括不同模量比），圈梁為0.06，取0.84；板為0.02，取 0.944 計(jì)算得 y(1

13、20t)板=9.86×10-4, y(120t)圈梁=7.95×10-4 y=y(120t)板-y(120t)圈梁=1.91×10-4 因其垂直裂縫的主應(yīng)力最大值在板的中部，公式為： max=-ey(1-1/ch(l/2)h(t), =(2cx/ he) 這里，h(t)-考慮徐變引起的內(nèi)力松馳系數(shù)，平均取0.5； cx水平阻力系數(shù)，混凝土板與混凝土圈梁,cx=1.0nmm3； l板長(zhǎng)，以2樓一層樓板（7）（8）軸間裂縫為例，取l=32400mm; e混凝土彈性模量，按樓扳測(cè)試強(qiáng)度c20計(jì)算，取e=255×104mpa； h混凝上換算寬度，考慮兩側(cè)對(duì)稱約束， 當(dāng)h2×0.2l，h=h 當(dāng)h2×0.2l，h=0.4 l 本工程h6000 mm0.4 l=12960，取h=6000mm，代入以上數(shù)值計(jì)算得樓板中部最大拉應(yīng)力為: max =2.16mpa，大于c20混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftkl.54mpa?？梢?，本工程在實(shí)際施工條件下樓板中部（南北向裂縫、東西向裂縫）產(chǎn)生裂縫確實(shí)是由于混凝土收縮變形過大引起的（上述計(jì)算還未考慮降溫差的影響，若考慮降溫差10，max =3.48mpa）。 四、建議 通過以上的原因分析，認(rèn)為本工程現(xiàn)澆樓板中的裂縫主要是由