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混凝土裂縫的原因與防治措施論文
1混凝土裂縫簡述
清華大學譚維祖提出過自20世紀初起，人們就已經認識到大體積水工混凝土會因為水泥水花時的放熱散發緩慢而產生明顯的溫升，并在隨后的的降溫過程中由于體積的收縮受約束而出現開裂。北京建筑工程研究院傅沛共高級工程師說混凝土是由水泥、參合聊、外加劑與水配置的膠結材漿體，又是彈性模量較高的而抗拉強度，導致混凝土發生裂縫，混凝土在澆筑成型后，混凝土骨料堆體積對漿體收縮作用，是內部開始就產生微裂縫，在環境溫度、適度、荷載等因素作用下，這些裂縫就發展為肉眼可見的宏觀裂縫。混凝土裂縫同時具有不確定性和無規律性，裂縫的長度、寬度、深度、分布位置、數量(密度)都不一樣。鋼筋混凝土構件基本上都是帶裂縫工作的，只是有些裂縫很細，甚至肉眼看不見(縫寬小于0．5mm)，一般對結構無大的影響，允許其存在。盡管有些結構允許存在一定數量和大小的裂縫，但是要避免出現有害裂縫，以確保工程質量，使建筑物具有良好的耐久性和結構穩定性。
2混凝土裂縫的原因分析
混凝土開裂的原因多種多樣，通常是混凝土體積變化時受到約束或者由于荷載作用時混凝土內產生的過大的拉應力引起的。下面就材料和施工期間易發生的變形裂縫分別予以討論。
2．1塑性沉降裂縫
在新拌的混凝土中，骨科顆粒懸浮在一定稠度的膠結材漿體中，由于普通混凝土的漿體密度低于骨料，因而骨料在漿體中有下降趨勢。
而漿體中水泥顆粒密度又大雨粉煤灰并遠大于水，從而使漿體的粉煤灰與水向上漂移而產生沉降、離析與泌水現象。骨料下沉和水分上升不僅會在水平鋼筋底部和粗骨料底部積聚水分。干燥后形成空隙，還會使混凝土接近表面的部分由于粉煤灰組分多而將低強度。當下沉的固體顆粒遇到水平鋼筋或受到側面模板的摩擦阻力時，就會與周圍的混凝土形成沉降差，在混凝土頂部表面形成塑形沉降裂縫。
2．2塑性收縮裂縫
裂縫在結構表面出現，形狀很不規則，長短寬窄不一，互不連通，呈龜裂狀，深度一般不超過50mm，類似干燥的泥漿面，出現很普遍。產生原因是由于混凝土澆筑后3－4h左右表面沒有及時覆蓋，風吹日曬，在塑性狀態時表面水分蒸發過快，以及混凝土本身的水化熱高等原因，造成混凝土體積產生急劇收縮，而此時混凝土強度趨近于零，不能抵抗這種變形應力而導致開裂。混凝土中的水分蒸發和吸收的速度越快，塑性收縮裂縫就越容易產生。此外混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產生龜裂。
2．3溫差脹縮裂縫
混凝土澆筑后，水泥的水化熱使混凝土內部溫度升高，一般每100kg水泥可使混凝土溫度升高10度左右，加上混凝土的入模溫度，在2－3d內，混凝土內部溫度可達到50－80度。此時，即溫度每升高或降低10度，混凝土產生0．01%的線膨脹或收縮。經驗表明，在無風天氣，混凝土表面溫度與環境氣溫之差大雨25度，即出現肉眼可見的溫度收縮裂縫，這就是大體積混凝土表面需要及時覆蓋保濕養護的原因。
2．4水化收縮及自生干縮裂縫
水泥在水化反應過程中，水化產物的絕對體積同水化前的水泥與水的體積之和相比有所減少的現象是水化收縮。硅酸鹽水泥的水化收縮量為1%－2%。水化收縮在初凝前表現為漿體的宏觀體積收縮，初凝后則在已形成的水泥石骨架內生成孔隙。在水泥繼續水化的過程中不斷消耗水分導致毛細孔中自由水減少，濕度降低，在外部養護水供應不充分的情況下，混凝土內部產生自干燥現象。由自干燥作用導致毛孔內產生負壓，引起混凝土內自干燥收縮。由于常態混凝土的水膠比較高，混凝土內有較充分的水分，在養護好的條件下很少出現缺水干燥現象，因而很少發生自身干燥收縮，對伊水膠比小于0．35的混凝土。
初凝后水化收縮與自生干縮率可達到0．01%－0．03%，因此水膠比低的混凝土，應在初凝時水泥石結構未達到很密實的情況下及時養護。
3混凝土裂縫的防治措施
3．1有關設計方面的措施
設計混凝土結構構件時，對其承受的永久荷載和可變荷載應按照規范采用，設計時除應符合規范外，應根據當地震烈度等級，建筑的規模、體形、平面尺寸、施工技術條件等因素，全面慎重的考慮對混凝土結構構件采取有效設計措施，控制混凝土收縮、溫度變化、地基基礎不均勻沉降等原因產生的裂縫。
3．2有關材料和配合比方面的措施
為了控制混凝土結構的有害裂縫，應妥善選定組成材料和配合比，以使所制備的混凝土符合設計和施工所要求的性能外，還具有抵抗開裂所需要的功能。配制混凝土時，嚴格控制水灰比，使用水化熱低的水泥，選擇級配良好的石子，嚴格控制骨料的含泥量，減小空隙率和砂率。
澆筑混凝土前，將基層和模板澆水濕潤，振搗密實，做好收面工作，在混凝土初凝后、終凝前進行二次抹壓，以提高混凝土的密實度和抗拉強度，減少收縮量。混凝土澆筑后，要及時覆蓋養護，在養護周期內，保證混凝土表面處于濕潤狀態。商品混凝土在滿足可泵性、和易性的前提下，盡量減小坍落度。當表面發現細微裂紋時，應再次進行抹壓，并及時覆蓋養護。選用水化熱低(如礦渣水泥、粉煤灰水泥)、凝結時間長的水泥，以降低混凝土的溫度;摻加緩凝劑或高效減水劑，以提高混凝土強度并減少用水量及水泥用量，延長混凝土達到高溫度的時間。
3．3施工措施
鋼筋混凝土工程施工時，除滿足通常要求的混凝凝土物理力學性質及耐久性能外，還用控制有害裂縫的的產生。所以要制定好相關技術方案和質量控制措施，并且進行技術交底。在模板的安裝和拆除中，安裝的模板構造緊密、不漏漿、不滲水、不影響混凝土的均勻性及強度發展，能保證構件形狀正確規整。底模及其支架的拆除的混凝土的強度應符合設計要求，模板置于堅實的地面防止支撐淪陷;在混凝土運輸中，應保持混凝土拌和物的均勻性不應產生離析現象，運送容器不漏漿，內壁光滑平整，具有防曬、防風等性能。運至澆筑地點的混凝土的坍落度應符合要求。嚴禁向運輸到澆筑地點的混凝土任意加水;在混凝土澆筑使選用適當的機具與澆筑方法，澆筑過程要進行監控，要防止鋼筋、模板、定位筋的移動和變形;在養護期間經行妥善的保溫、保濕養護，盡量避免急劇干燥、溫度急劇變化、振動及外力的干擾。
4結語
混凝土裂縫問題一直嚴重困擾著混凝土的施工質量，裂縫產生的原因是多方面的，要預防和避免混凝土施工裂縫的發生，就必須結合工程現狀，客觀、認真地分析施工環境和施工條件，綜合考慮多方面因。
對于已經出現的裂縫，觀察裂縫的形狀跟走向、有無發展趨勢，分析裂縫產生的原因，確定裂縫的性質，做到設計與施工緊密配合，精心選擇原材料，并在施工中結合多種預防處理措施。控制混凝土裂縫，重點在防，采取有針對性的防裂縫措施，加大建設過程中的主動控制力度，同時嚴格執行規定就能夠有效的防止裂縫的發生。
參考文獻：
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