淺析混凝土結構裂縫成因

混凝土結構裂縫的成因複雜繁多，甚至多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產(chan) 生的一種或幾種主要原因，主要與(yu) 施工、設計、材料、環境等有關(guan) 。據有關(guan) 資料統計，由施工因素造成的混凝土早期裂縫占80%左右，因混凝土材料方麵的原因造成的的裂縫占15%左右，因設計不當造成的裂縫占5%左右。本文就以上所說的幾個(ge) 方麵分別討論。

??1.施工工藝因素

??在混凝土結構澆築、構件製作、起模、運輸、堆放、拚裝及吊裝的過程中，若施工工藝不合理、施工質量低劣，容易產(chan) 生縱、橫、豎、斜，水平的、表麵的、貫穿的等各種裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位與(yu) 走向、裂縫寬度因產(chan) 生的原因而異，通常有：

??1.1違章施工、不當施工造成混凝土裂縫

??混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發過多，導致混凝土坍損較大，使得在混凝土體(ti) 積上出現不規則的收縮裂縫。

??主要結構部位模板剛度不足，或施工時拆模過早，混凝土強度明顯不足，使得構件在自重或施工荷載作用下產(chan) 生裂縫。

??混凝土初期養(yang) 護工作管理不嚴(yan) ，造成混凝土早期強度增長時失水，收縮量大，使得混凝土與(yu) 大氣接觸的表麵上出現不規則的收縮裂縫。

??種種原因造成混凝土運輸車不能及時到達及時供料，現場澆築停歇時間超過混凝土終凝時間，而又沒有按施工縫處理好接頭部位等。

??1.2振搗方式不當引起裂縫

??不正確的振搗方式會(hui) 造成混凝土分層離析、表麵浮漿而使混凝土麵層開裂，或造成混凝土砂漿大量向低處流淌致使混凝土產(chan) 生不均勻沉降收縮而在結構厚薄交界處出現裂縫。

??商品混凝土由於(yu) 采用攪拌車運輸、泵送澆築，坍落度比較大，凝結時間較長。一般混凝土初凝時間都在10h以上甚至更長，即使在炎熱的夏天，在摻了緩凝減水劑後，澆搗好的混凝土表麵被太陽暴曬，水分蒸發很快，形成一層幾毫米厚的“被子"，看上去混凝土似乎已凝結，實際內(nei) 部還遠未達到初凝，甚至還能流動。這樣的混凝土若不進行二次振搗和多次抹麵，表麵不可避免會(hui) 出現裂縫。開始是淺表性的、窄細的，若不及時處理，裂縫就會(hui) 擴展。由於(yu) 應力集中，zui終的裂縫很可能是貫穿性的。采用二次振搗可以消除因塑性沉降引起的混凝土內(nei) 分層，阻斷因泌水而留下的連貫通道，改善骨料界麵結構，提高混凝土強度和抗滲能力；采用二次以上抹麵，可有效提高因泌水而削弱的混凝土表麵強度，消除“被子"現象，使混凝土因水分蒸發而引起的塑性裂縫及時得到愈合。

??1.3養(yang) 護不當引起混凝土開裂

??現場養(yang) 護不當是造成混凝土收縮開裂zui主要的原因。混凝土澆築後，若表麵不及時覆蓋進行潮濕養(yang) 護，表麵水分迅速蒸發，很容易產(chan) 生收縮裂縫、特別是在氣溫高、相對濕度低、風速大的情況下，幹縮更容易發生。有資料表明，當風速為(wei) 16m/s時，混凝土中的水分蒸發速度是無風時的四倍。

??目前，許多施工現場在澆築混凝土時都不能做到及時覆蓋保溫養(yang) 護，一般總要等到zui後一遍抹光結束後才覆蓋，還有很多工地根本就不予覆蓋，結果表麵開裂。正確的做法應該是在*次抹平後就立即用塑料薄膜覆蓋，不讓水分蒸發，依靠混凝土自身的水分進行保濕養(yang) 護。需進行第二次抹光時，揭開薄膜，抹完了再及時蓋上。

??2.外界環境因素

??2.1溫度

??水泥水化過程是大體(ti) 積混凝土中的主要溫度因素。混凝土在硬結過程中，由於(yu) 水泥的水化作用，在初始幾天產(chan) 生大量的水化熱，混凝土溫度升高。而大體(ti) 積混凝土結構一般較厚，導熱不良，相對散熱小，所以大量的熱量聚集在結構內(nei) 部。內(nei) 部水化熱不易散失，外部混凝土散熱較快，水化熱溫升隨壁(板)厚度增加而加大，混凝土形成一定的溫度梯度。無論溫升階段，還是溫降階段，混凝土中心溫度總是高於(yu) 混凝土表麵溫度。根據熱脹冷縮的原理，中心部分混凝土膨脹速率要比表麵混凝土大。因此，混凝土中心與(yu) 表麵各質點間的內(nei) 約束以及來自地基及其它外部邊界約束的共同作用，使混凝土內(nei) 部產(chan) 生壓應力，混凝土表麵產(chan) 生拉應力。當溫度梯度大到一定程度時，表麵拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時，混凝土表麵產(chan) 生裂縫。在升溫階段，混凝土未充分硬化，彈性模量小，因此拉應力較小，隻引起混凝土表麵裂縫。隨著水泥水化反應的結束及混凝土的不斷散熱，大體(ti) 積混凝土由升溫階段過渡到降溫階段。溫度降低，混凝土體(ti) 積收縮。由於(yu) 混凝土內(nei) 部熱量是通過表麵向外散發，降溫階段混凝土中心部分與(yu) 表麵部分的冷縮程度不同，在混凝土內(nei) 部產(chan) 生較大的內(nei) 約束，同時地基與(yu) 邊界條件也對收縮的混凝土產(chan) 生較大的外約束。內(nei) 外約束的作用，使收縮的混凝土產(chan) 生拉應力，隨混凝土的齡期增長，抗拉強度增大，彈性模量增高，徐變影響減小。因此降溫收縮產(chan) 生的拉應力較大，易在混凝土中心部位形成較高拉應力區，若此時的混凝土拉應力大於(yu) 混凝土此齡期的抗拉強度，則大體(ti) 積混凝土產(chan) 生溫度裂縫。

??2.2鋼筋鏽蝕因素

??由於(yu) 混凝土質量較差或保護層厚度不足，保護層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表麵，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由於(yu) 氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表麵氧化膜破壞。鋼筋中鐵離子與(yu) 侵入到混凝土中的氧氣和水分發生鏽蝕反應，其鏽蝕物氫氧化鐵體(ti) 積比原來增長了約2~4倍，從(cong) 而對周圍混凝土產(chan) 生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chan) 生裂縫，並有鏽跡滲到混凝土表麵。由於(yu) 鏽蝕，使得鋼筋有效斷麵麵積減小，鋼筋與(yu) 混凝土裹力減弱，結構承載力下降，並將誘發其他形式的裂縫，加劇鋼筋鏽蝕，導致結構破壞。

??對於(yu) 鋼筋的鏽蝕，施工時應控製混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣的侵入，同時嚴(yan) 格控製含氯鹽的外加劑用量，沿海地區或其它存在腐蝕性強的空氣、地下水地區尤其應慎重。

??2.3凍脹因素

??大氣氣溫低於(yu) 零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，遊離的水轉變成冰，體(ti) 積膨脹9%，因而混凝土產(chan) 生膨脹應力，同時混凝土凝膠孔中的過冷水在微觀結構中遷移和重分布應引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，並導致裂縫出現。溫度低於(yu) 零度和混凝土吸水飽和是發生凍脹的必要條件，當混凝土中骨料空隙多、吸水性強；骨料中含泥土等雜質過多；混凝土水灰比偏大、振搗不密實；養(yang) 護不好使混凝土早期受凍等，均可導致混凝土凍脹裂縫。

??混凝土在冬季進行施工時，尤其應當注意這方麵的養(yang) 護。如采用蒸汽加熱法、電氣加熱法等，或者在混凝土拌和水中加入一定的防凍劑(不用氯鹽)，可以保證混凝土在低溫條件下硬化。

??3.材料質量因素

??混凝土是指由水泥、石灰、石膏類無機膠結料和水或瀝青、樹脂等有機膠結料的膠狀物與(yu) 集料按一定比例拌和，並在一定條件下硬化而成的石材。通常我們(men) 所講的混凝土指的是水泥混凝土，主要由水泥、水、砂石集料組成，其中水泥和水起膠凝作用；集料起骨架填充作用，水泥和水發生反應後形成堅硬的水泥石，將集料顆粒牢固地粘結成整體(ti) ，使混凝土具有一定的強度。但是若組成混凝土所用的材料質量不合格，則會(hui) 影響混凝土的強度，導致混凝土結構出現裂縫。

??4.結語

??總之，在實際工程中，混凝土結構裂縫形成原因是多種因素造成的，其中有主要因素，也有次要因素，因此分清主次因素，對混凝土結構裂縫原因給出科學正確的“診斷"，對於(yu) 防止混凝土結構裂縫才是至關(guan) 重要的，才能對症下藥，減少或避免有害裂縫的發生。