淺析(xī)混(hùn)凝土結構(gòu)裂縫(féng)成因

更新時間(jiān)：2015-06-01

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混(hùn)凝土(tǔ)結構裂(liè)縫的(dí)成因復(fù)雜繁多(duō)，甚至(zhì)多種因(yīn)素相(xiāng)互(hù)影(yǐng)響，但每(měi)一條裂縫(féng)均(jūn)有其(qí)產生的一(yī)種(zhǒng)或幾(jī)種主要(yào)原因(yīn)，主(zhǔ)要(yào)與(yǔ)施工，設計，材料(liào)，環(huán)境(jìng)等有關(guān)。據(jù)有關資料(liào)統計(jì)，由施工因(yīn)素造(zào)成的混(hùn)凝(níng)土(tǔ)早期裂縫占80%左右，因混(hùn)凝(níng)土(tǔ)材(cái)料方(fāng)麵(miàn)的原因造成的(dí)的裂縫占(zhān)15%左右，因設(shè)計(jì)不當(dāng)造成(chéng)的(dí)裂縫占(zhān)5%左右。本(běn)文就以(yǐ)上(shàng)所(suǒ)說的(dí)幾(jī)個方(fāng)麵(miàn)分(fēn)別討(tǎo)論(lùn)。

??1.施(shī)工(gōng)工藝(yì)因(yīn)素

??在(zài)混(hùn)凝土(tǔ)結構澆(jiāo)築，構件製作(zuò)，起(qǐ)模，運輸，堆(duī)放，拼(pīn)裝及吊裝的過程中，若施工工藝(yì)不(bù)合(hé)理，施工(gōng)質量低劣，容易(yì)產(chǎn)生(shēng)縱，橫，豎，斜，水平的(dí)，表麵的(dí)，貫穿的等(děng)各種(zhǒng)裂縫，特別是(shì)細(xì)長(cháng)薄壁結構更容易(yì)出現。裂縫出現(xiàn)的部位與走向，裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異(yì)，通常有：

??1.1違(wéi)章(zhāng)施(shī)工，不當施(shī)工造成混(hùn)凝(níng)土裂縫(féng)

??混凝土攪拌(bàn)，運輸時間(jiān)過(guò)長(cháng)，使水分(fēn)蒸(zhēng)發(fā)過多，導致混(hùn)凝(níng)土坍(tān)損(sǔn)較大，使得在(zài)混凝(níng)土體積上(shàng)出(chū)現不規(guī)則(zé)的收(shōu)縮裂縫。

??主(zhǔ)要結構(gòu)部(bù)位(wèi)模板剛(gāng)度不足(zú)，或施(shī)工時(shí)拆模過早(zǎo)，混凝(níng)土(tǔ)強度(dù)明(míng)顯不(bù)足，使得構件在自(zì)重(zhòng)或施工荷(hé)載(zǎi)作(zuò)用下(xià)產生(shēng)裂(liè)縫。

??混(hùn)凝土初期養護工(gōng)作管(guǎn)理不嚴(yán)，造成(chéng)混(hùn)凝土早期強度增(zēng)長時失水，收縮量(liáng)大，使得(dé)混(hùn)凝土(tǔ)與大氣(qì)接(jiē)觸(chù)的(dí)表(biǎo)麵上出現不(bù)規則的(dí)收(shōu)縮裂(liè)縫(féng)。

??種種(zhǒng)原(yuán)因(yīn)造成(chéng)混凝(níng)土運輸車(chē)不能(néng)及時到達及時(shí)供料，現(xiàn)場澆(jiāo)築(zhù)停(tíng)歇時間超(chāo)過(guò)混(hùn)凝土(tǔ)終凝(níng)時間(jiān)，而又(yòu)沒有按施工縫(féng)處理(lǐ)好接(jiē)頭(tóu)部位等。

??1.2振搗方式(shì)不當引起(qǐ)裂縫(féng)

??不(bù)正確的振搗方式(shì)會(huì)造成混凝土分(fēn)層(céng)離析，表(biǎo)麵(miàn)浮漿(jiāng)而使(shǐ)混凝土麵(miàn)層開裂，或(huò)造成(chéng)混(hùn)凝土砂(shā)漿(jiāng)大(dà)量(liáng)向低(dī)處(chǔ)流(liú)淌致使(shǐ)混(hùn)凝土(tǔ)產生不均匀(yún)沉降(jiàng)收縮(suō)而在結(jié)構(gòu)厚薄交(jiāo)界處出現裂縫。

??商品(pǐn)混凝土由於(yú)采用攪拌(bàn)車運輸，泵送(sòng)澆(jiāo)築，坍落度(dù)比較大，凝結(jié)時(shí)間(jiān)較(jiào)長(cháng)。一(yī)般混凝(níng)土初凝時間(jiān)都(dū)在10h以上甚至更長(cháng)，即使在(zài)炎熱的夏(xià)天(tiān)，在摻(chān)了緩(huǎn)凝減(jiǎn)水(shuǐ)劑後，澆(jiāo)搗好的混凝土(tǔ)表(biǎo)麵被(bèi)太陽暴曬，水(shuǐ)分蒸發很快(kuài)，形成一層(céng)幾毫(háo)米厚的“被子"，看上(shàng)去混凝(níng)土(tǔ)似乎已凝結，實際內部(bù)還(huán)遠未達到初凝(níng)，甚至(zhì)還能(néng)流動(dòng)。這(zhè)樣的(dí)混(hùn)凝(níng)土若(ruò)不(bù)進行二次振搗(dǎo)和(hé)多(duō)次(cì)抹(mǒ)麵，表麵不(bù)可避免會出現裂縫。開始(shǐ)是淺表性的，窄細的(dí)，若不及時處理(lǐ)，裂縫就會擴展。由於應力集(jí)中，zui終的(dí)裂縫很(hěn)可(kě)能是貫穿性的(dí)。采用二(èr)次振(zhèn)搗(dǎo)可(kě)以消(xiāo)除(chú)因塑性沉降引(yǐn)起(qǐ)的混凝(níng)土內分層(céng)，阻斷(duàn)因(yīn)泌(mì)水(shuǐ)而留下(xià)的連(lián)貫通道(dào)，改善(shàn)骨料界麵結構，提(tí)高(gāo)混(hùn)凝土強度(dù)和(hé)抗(kàng)滲能力；采用二次以上抹麵，可(kě)有(yǒu)效(xiào)提高(gāo)因(yīn)泌(mì)水而削弱的混(hùn)凝(níng)土表麵(miàn)強(qiáng)度，消(xiāo)除(chú)“被子"現象(xiàng)，使(shǐ)混凝(níng)土因(yīn)水(shuǐ)分(fēn)蒸(zhēng)發而引起的塑(sù)性裂縫(féng)及時得(dé)到(dào)愈合(hé)。

??1.3養護不當引(yǐn)起混凝(níng)土(tǔ)開裂

??現(xiàn)場(cháng)養護不當是造成(chéng)混凝土(tǔ)收縮開裂zui主要(yào)的(dí)原(yuán)因(yīn)。混凝土澆築(zhù)後，若表麵不及(jí)時(shí)覆蓋進行潮(cháo)濕(shī)養護(hù)，表(biǎo)麵水分迅速蒸(zhēng)發，很(hěn)容(róng)易產(chǎn)生收縮裂(liè)縫，特別(bié)是(shì)在(zài)氣(qì)溫高(gāo)，相對(duì)濕(shī)度(dù)低(dī)，風(fēng)速大(dà)的情(qíng)況下，幹縮(suō)更容易發(fā)生。有(yǒu)資料表明，當風(fēng)速為16m/s時(shí)，混凝土中的水(shuǐ)分(fēn)蒸發速(sù)度是無風(fēng)時的四(sì)倍(bèi)。

??目前，許多施工(gōng)現場在(zài)澆築(zhù)混(hùn)凝土時都(dū)不(bù)能做到及時覆蓋保溫養(yǎng)護，一般總(zǒng)要(yào)等(děng)到zui後一遍抹(mǒ)光結(jié)束後才(cái)覆蓋，還有(yǒu)很多(duō)工(gōng)地(dì)根本就(jiù)不(bù)予覆(fù)蓋，結果(guǒ)表麵開裂。正確(què)的(dí)做法應該(gāi)是在*次抹平(píng)後就立(lì)即用(yòng)塑(sù)料薄(báo)膜(mó)覆蓋，不(bù)讓(ràng)水(shuǐ)分(fēn)蒸發，依靠混(hùn)凝土(tǔ)自身(shēn)的(dí)水(shuǐ)分進行(háng)保(bǎo)濕(shī)養護。需(xū)進行第二次抹光(guāng)時，揭開(kāi)薄膜(mó)，抹完(wán)了(liǎo)再及時蓋(gài)上。

??2.外界環境(jìng)因素

??2.1溫度

??水泥(ní)水化過程是(shì)大體積混(hùn)凝(níng)土中的主(zhǔ)要溫度因素(sù)。混凝(níng)土在硬(yìng)結過程中，由於水泥的(dí)水化作用，在初始(shǐ)幾天產生大量的(dí)水(shuǐ)化熱(rè)，混(hùn)凝(níng)土(tǔ)溫(wēn)度升高。而(ér)大(dà)體積(jī)混凝土結構一般較厚，導熱不(bù)良(liáng)，相(xiāng)對(duì)散(sàn)熱(rè)小(xiǎo)，所以(yǐ)大量(liáng)的(dí)熱(rè)量聚集(jí)在(zài)結(jié)構內部。內部水化熱不易(yì)散失(shī)，外(wài)部混凝土(tǔ)散(sàn)熱較(jiào)快(kuài)，水化熱溫升(shēng)隨(suí)壁(板)厚度增(zēng)加(jiā)而加大，混凝土(tǔ)形成一(yī)定(dìng)的溫度梯度。無論(lùn)溫升階段(duàn)，還(huán)是溫降階(jiē)段，混凝(níng)土中(zhōng)心溫度總(zǒng)是(shì)高於(yú)混(hùn)凝(níng)土(tǔ)表(biǎo)麵溫度。根(gēn)據熱脹(zhàng)冷縮(suō)的原(yuán)理，中心部(bù)分混凝土膨(péng)脹速率要比表麵混凝(níng)土大(dà)。因(yīn)此，混凝土(tǔ)中(zhōng)心與表(biǎo)麵(miàn)各(gè)質點(diǎn)間(jiān)的內(nèi)約(yuē)束(shù)以(yǐ)及來(lái)自地(dì)基及(jí)其它(tā)外(wài)部邊(biān)界(jiè)約束的共同作(zuò)用(yòng)，使混(hùn)凝(níng)土內部產生壓應(yīng)力，混凝(níng)土表麵產生(shēng)拉應力(lì)。當溫度梯(tī)度(dù)大(dà)到一定(dìng)程度時(shí)，表麵拉應力超過混凝(níng)土的極限(xiàn)抗拉強(qiáng)度時，混凝土(tǔ)表(biǎo)麵產生裂縫。在升溫階段，混凝(níng)土未充分(fēn)硬化(huà)，彈性模(mó)量(liáng)小，因此(cǐ)拉(lā)應(yīng)力較(jiào)小，隻引(yǐn)起混凝(níng)土(tǔ)表麵裂(liè)縫(féng)。隨著水泥水(shuǐ)化(huà)反(fǎn)應的結束及(jí)混凝(níng)土(tǔ)的不斷散熱，大體(tǐ)積混(hùn)凝(níng)土(tǔ)由(yóu)升(shēng)溫(wēn)階(jiē)段過渡到(dào)降(jiàng)溫(wēn)階段。溫度降(jiàng)低(dī)，混(hùn)凝土(tǔ)體積(jī)收(shōu)縮。由於混(hùn)凝土內(nèi)部熱(rè)量是(shì)通(tōng)過表麵(miàn)向外散(sàn)發，降溫(wēn)階段(duàn)混凝(níng)土中(zhōng)心(xīn)部分(fēn)與表(biǎo)麵部(bù)分的(dí)冷縮程度不同，在混凝土(tǔ)內(nèi)部產生較(jiào)大的(dí)內(nèi)約束，同(tóng)時(shí)地(dì)基(jī)與邊界條件(jiàn)也(yě)對(duì)收縮的(dí)混(hùn)凝(níng)土(tǔ)產(chǎn)生較(jiào)大(dà)的外約(yuē)束。內外約(yuē)束(shù)的(dí)作(zuò)用，使收縮的混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力(lì)，隨混(hùn)凝(níng)土(tǔ)的齡(líng)期(qī)增(zēng)長(cháng)，抗拉(lā)強(qiáng)度(dù)增(zēng)大，彈(dàn)性(xìng)模量增高(gāo)，徐變(biàn)影響減小。因(yīn)此降溫(wēn)收縮產(chǎn)生的(dí)拉(lā)應力(lì)較大，易(yì)在混(hùn)凝土中心(xīn)部位(wèi)形(xíng)成(chéng)較高拉應力區(qū)，若(ruò)此時的混凝土(tǔ)拉(lā)應(yīng)力大於(yú)混凝土(tǔ)此齡期的(dí)抗(kàng)拉(lā)強度，則(zé)大(dà)體(tǐ)積混凝土產(chǎn)生(shēng)溫度(dù)裂縫(féng)。

??2.2鋼筋鏽(xiù)蝕(shí)因素(sù)

??由(yóu)於混凝土(tǔ)質(zhì)量(liáng)較差或保(bǎo)護(hù)層厚度不(bù)足，保護(hù)層受(shòu)二氧化碳(tàn)侵蝕(shí)炭化至鋼筋表麵，使鋼筋(jīn)周(zhōu)圍(wéi)混(hùn)凝土鹼(jiǎn)度降低，或由於(yú)氯化(huà)物(wù)介(jiè)入(rù)，鋼筋(jīn)周圍(wéi)氯離子含量(liáng)較(jiào)高，均可引起鋼(gāng)筋(jīn)表麵(miàn)氧(yǎng)化(huà)膜(mó)破(pò)壞。鋼筋中鐵(tiě)離子與侵入(rù)到(dào)混凝(níng)土中(zhōng)的氧(yǎng)氣(qì)和(hé)水分發(fā)生鏽蝕反應，其鏽(xiù)蝕物氫氧化鐵體積比(bǐ)原來增長了(liǎo)約2~4倍(bèi)，從(cóng)而對周圍混凝(níng)土產生膨脹(zhàng)應力(lì)，導致(zhì)保(bǎo)護層(céng)混凝(níng)土開裂(liè)，剝(bāo)離，沿鋼筋(jīn)縱(zòng)向(xiàng)產(chǎn)生裂縫，並有鏽跡(jì)滲到(dào)混凝土(tǔ)表(biǎo)麵。由於鏽蝕(shí)，使得(dé)鋼(gāng)筋有(yǒu)效斷(duàn)麵麵積(jī)減(jiǎn)小，鋼(gāng)筋(jīn)與混(hùn)凝(níng)土(tǔ)裹(guǒ)力(lì)減(jiǎn)弱(ruò)，結構承載(zǎi)力(lì)下降(jiàng)，並(bìng)將誘發其他形(xíng)式的裂(liè)縫(féng)，加劇(jù)鋼筋(jīn)鏽蝕，導致結構破(pò)壞。

??對於鋼(gāng)筋的鏽(xiù)蝕，施工(gōng)時(shí)應(yīng)控製(zhì)混凝(níng)土(tǔ)的水灰(huī)比，加強(qiáng)振(zhèn)搗，保(bǎo)證(zhèng)混凝(níng)土的密(mì)實性，防(fáng)止氧氣(qì)的(dí)侵入(rù)，同(tóng)時(shí)嚴格控製含氯鹽的外加(jiā)劑用(yòng)量，沿(yán)海(hǎi)地區或(huò)其它(tā)存在(zài)腐蝕(shí)性(xìng)強的(dí)空(kōng)氣，地(dì)下(xià)水地(dì)區(qū)尤其應慎重(zhòng)。

??2.3凍(dòng)脹因素

??大氣氣(qì)溫低(dī)於零(líng)度時，吸水(shuǐ)飽和的(dí)混(hùn)凝土出現(xiàn)冰凍(dòng)，遊(yóu)離的(dí)水(shuǐ)轉變(biàn)成冰，體(tǐ)積(jī)膨脹9%，因而(ér)混凝(níng)土產生(shēng)膨脹(zhàng)應力(lì)，同時混凝土(tǔ)凝(níng)膠(jiāo)孔(kǒng)中(zhōng)的(dí)過冷(lěng)水在(zài)微觀結(jié)構(gòu)中遷(qiān)移和(hé)重(zhòng)分(fēn)布應引起滲透壓，使混凝土中膨脹(zhàng)力加大，混(hùn)凝土強(qiáng)度(dù)降低(dī)，並導致裂縫出現(xiàn)。溫(wēn)度低(dī)於零度和(hé)混凝土吸水飽(bǎo)和是發生(shēng)凍脹的必要(yào)條件，當(dāng)混(hùn)凝(níng)土(tǔ)中骨料空隙多(duō)，吸水性(xìng)強(qiáng)；骨料(liào)中(zhōng)含泥土(tǔ)等(děng)雜質過(guò)多(duō)；混(hùn)凝土(tǔ)水(shuǐ)灰比偏大，振搗不密(mì)實；養護不好(hǎo)使(shǐ)混(hùn)凝土早(zǎo)期(qī)受(shòu)凍(dòng)等，均可(kě)導(dǎo)致(zhì)混凝土凍脹(zhàng)裂縫(féng)。

??混(hùn)凝土(tǔ)在冬季(jì)進行(háng)施(shī)工時，尤其應當注意(yì)這(zhè)方麵的(dí)養護。如采用(yòng)蒸汽加熱(rè)法，電(diàn)氣加熱法(fǎ)等，或者在混凝土(tǔ)拌和水中加入一定的防凍劑(不(bù)用(yòng)氯(lǜ)鹽)，可以(yǐ)保證混(hùn)凝土在低(dī)溫條件(jiàn)下硬(yìng)化。

??3.材料(liào)質量因素

??混凝土是指由水泥(ní)，石(shí)灰，石(shí)膏類無機膠結(jié)料(liào)和水或(huò)瀝(lì)青，樹(shù)脂等有機膠(jiāo)結料的膠狀(zhuàng)物與集料(liào)按(àn)一定(dìng)比(bǐ)例拌(bàn)和，並(bìng)在一定(dìng)條件(jiàn)下(xià)硬(yìng)化(huà)而(ér)成的石材。通常我(wǒ)們所講的混凝土指的是水泥混凝(níng)土(tǔ)，主要由(yóu)水(shuǐ)泥，水，砂(shā)石集料(liào)組(zǔ)成，其中(zhōng)水泥(ní)和水起膠凝作(zuò)用(yòng)；集料(liào)起骨(gǔ)架(jià)填充作(zuò)用，水(shuǐ)泥和水(shuǐ)發生反應(yīng)後形(xíng)成(chéng)堅(jiān)硬的水泥石，將(jiāng)集(jí)料顆粒牢(láo)固地粘(nián)結成整(zhěng)體，使混(hùn)凝土具(jù)有(yǒu)一(yī)定的強度。但是(shì)若(ruò)組成混凝土(tǔ)所(suǒ)用的材(cái)料(liào)質(zhì)量(liáng)不合(hé)格(gé)，則(zé)會(huì)影(yǐng)響混凝土的強(qiáng)度，導(dǎo)致混(hùn)凝土(tǔ)結構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

??4.結語(yǔ)

??總之，在(zài)實(shí)際工程(chéng)中，混(hùn)凝(níng)土結構裂(liè)縫形成原因(yīn)是多(duō)種(zhǒng)因(yīn)素(sù)造成的，其(qí)中(zhōng)有主要因(yīn)素，也有(yǒu)次要(yào)因素，因(yīn)此分(fēn)清主次因(yīn)素，對混(hùn)凝土結構裂(liè)縫(féng)原因(yīn)給出科學(xué)正確的(dí)“診斷"，對於防止混凝土(tǔ)結(jié)構(gòu)裂(liè)縫(féng)才是至關(guān)重(zhòng)要的，才(cái)能(néng)對症(zhèng)下藥(yào)，減(jiǎn)少(shǎo)或避免(miǎn)有害裂縫的(dí)發(fā)生(shēng)。

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