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1、混凝土裂缝成因分析及控制措施研究摘要：根据目前建筑混凝土出现的裂缝问题，分别从原材料质量、温度应 力、干缩形变、钢筋锈蚀以及施工工艺质量几个方面论述了裂缝原因，并提出 了有效的控制措施。关键词：混凝土裂缝原因分析控制措施0引言混凝土是一种由砂细骨料、石粗骨料、水泥、水及其他外加材料施工而形 成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等问题，硬化成型的 混凝土中存在着众多的微孔隙、微裂缝。随着混凝土承受荷载及温差变化影响 后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成肉眼可见裂缝，也就是混凝土工 程中常说的裂缝。混凝土出现裂缝的原因多种多样，通常情况下，裂缝的存在 不会影响构件的正常使用（宽度
2、0.05mm）,但如果裂缝过大就会降低结构的安全 性和耐久性。1混凝土裂缝成因1.1 原材料质量引起的裂缝1.1.1 水泥 若水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，亦可能使混凝土强 度不足，导致混凝土产生裂缝。如果水泥安定性不合格，其中的游离氧化钙含 量超标，而氧化钙在凝结过程中水化很慢，在混凝土凝结后仍然继续起水化作 用，亦可破坏已硬化的水泥石，使混凝土抗拉强度下降。1.1.2 砂、石骨料 砂石的粒径、级配、杂质含量如果砂石粒径太小、级配 不良，将导致水泥和拌和水用量加大，使混凝土收缩加大，影响混凝土的强度；如果使用超出规定的特细砂，后果将更加严重。当砂石中含泥量高时，将造成 水泥和拌和水用量
3、加大，降低混凝土强度以及抗冻性和抗渗性。碱骨料反应混 凝土中的碱与集料中的某些成份发生碱骨料反应，其生成物容易吸水膨胀，导 致混凝土开裂。1.1.3 拌和水及外加剂 拌和水或外加剂中氯化物含量较高时对钢筋蚀有较 大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，采用含碱的外加剂，可能对碱骨料 反应有影响。1.2 温度引起的裂缝 当外部温度或结构内部温度发生变化，混凝土将发生 形变，若变形受到约束，结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时将 产生温度裂缝。温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大混凝土结 构中。温度裂缝产生的主要原因是混凝土浇筑硬化过程中，水泥水化产生大量 的水化热（当水泥用350
4、kg/m3550kg/ m 3时，混凝土将释放出17500K卜 27500KJ/m3的热量，从而使混凝土内部温度升达 70c甚至更高）。由于混凝土 的体积较大，大量的水化热聚积在内部而不易散发，导致内部温度急剧上升， 而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与 外冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的 抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土硬化后期。同时，裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土抗冻融、抗 疲劳及抗渗能力等。1.3 干缩裂缝 干缩裂缝产生的主要原因是混凝土内外水分蒸发程度不同而 导致变形不同的
5、结果。混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较 大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束， 产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越 容易产生，大体积混凝土中平面部位多见。干缩裂缝会影响混凝土的抗渗性， 引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂影响 混凝土的承载力等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的 用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。1.4 钢筋锈蚀引起的裂缝由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土 保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁 离子与混凝
6、土中的氧气和水份发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增 长24倍，对混凝土产生膨胀应力，导致保护层开裂，沿钢筋纵向产生裂缝， 并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混 凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈 蚀，导致结构破坏，必须引起重视。1.5 施工工艺引起的裂缝 因为混凝土的拌制、浇筑、振捣、养护不良或者 是钢筋保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀而体积膨胀，导致混 凝土胀裂，此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的方向出现。2混凝土裂缝控制2.1 混凝土结构设计措施2.1.1 严把原材料质量关 进场材料必须经严格检验达到技术
7、标准后方能使 用，对高标号混凝土使用高标号水泥，尽量减少水泥用量，水泥初凝时间必须 大于45min。细集料使用级配良好的中砂，细度模数M x大于2.6 ,含泥量小于 2%粗骨料使用质地坚硬、级配良好的碎石，含泥量小于 1%针片状颗粒含量 应小于5%2.1.2 精心合理地设计混凝土配合比 在保证混凝土具有良好工作性的情况 下，严格控制混凝土的水灰比，减少水泥用量，确保水的用量控制在标准范围 之内，减少混凝土的坍落度，以便造成不必要的材料浪费，节约成本。在混凝 土中合理掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌 合物的流动性、保水性、降低水化热，推迟热峰的出现时间。2.1.3 其
8、它设计措施优化钢筋配置，根据“细而密”的原则，减小水平布 筋间距，将混凝土中可能产生的收缩应力分散。由于挖孔、转角和形状突变处 等部位应力集中容易产生裂缝，所以应采取有效的构造措施，例如在转角、孔 边作构造筋加强；转角处增配斜向钢筋或网片；突变处做成渐变过渡等。2.2 施工技术措施 在施工过程中细致分析混凝土集料的级配，控制混凝土 的水灰比，减少水泥用量和混凝土的坍落度，严格按照设计配合比进行。混凝 土拌合时间控制在2min,不能过短，也不能过长。搅拌时间短，混合料不均 匀；时间过长，会破坏材料的结构。严格控制加水量，经常检测混凝土的坍落 度，以保证混凝土具有良好的和易性，在保证和易性和泵送的
9、前提下降低砂率。混凝土浇筑应选择一天中温度较低的时候进行，要振捣密实，可采用两次 振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳 板等辅助措施控制混凝土的温开，降低浇筑混凝土的温度。要合理安排施工工 序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束而产生的拉应力。不论是收缩裂 缝还是温度裂缝，混凝土的养护最为关键，所以要加强混凝土的早期养护，如 等到混凝土脱模后才开始洒水养护的方法是错误的。混凝土浇筑收浆完成后， 应尽快用潮湿的草帘、麻片等覆盖和洒水养护，使混凝土表面始终保持在湿润 状态，不允许混凝土在高温下裸露曝晒。同时，为了避免由于化学反应引起的 裂缝可以在钢筋表层涂刷防腐涂
10、料。混凝土表面采用外覆有机涂层的方法能够 有效阻止或降低诸如水、二氧化碳以及氯化物等腐蚀性介质向混凝土内部的渗 透，从而有效地延长了混凝土的使用寿命。目前，国内常用的防护体系是环氧 封闭漆+环氧云铁中间漆+丙烯酸聚氨酯面漆。经过近多年的实践检验，该有机 涂层能够对混凝土进行腐蚀防护，且效果良好，但造价较高。3结语混凝土裂缝的出现和发展不仅破坏混凝土的整体性，影响建筑物的外观、 使用功能和使用寿命，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐 久性，建筑物的承载能力及抗渗能力等。混凝土裂缝的控制从设计、施工、养 护到运营等各方面是一个有机的整体，它们不仅相互联系，而且相互制约。因 此，在实际工程实践中要对混凝土裂缝产生的各种原因，区别对待，根据实际 情况具体分析研究， 全面剖析，重点施制，同时在施工中采取各种有效的预防 措施来预防裂缝的出现和发展，并采取合理的方法进行处理，保证工程质量， 保证建筑物和构件安全、稳定地工作。