广西环江永昌混凝土有限责任公司
摘要：混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，尤其是工业建筑领域。本文主要分析工业建筑混凝土结构的裂缝成因，并针对成因提出几点预防措施，希望抛砖引玉，对同行工作者具有参考借鉴作用。
关键词：钢筋混凝土；结构裂缝；成因；预防措施
钢筋混凝土的发明是在近代，1872 年世界上第一座以钢筋混凝土材料建造的建筑在美国纽约落成，人类建筑史上一个崭新的纪元从此开始了，而大规模的使用是在 1900 年之后。1928 年又创造出了一种新型的混凝土结构 - 预应力钢筋混凝土。我国是钢筋混凝土应用最多的地区，钢筋混凝土主要材料水泥产量占世界总产量的70-80%。钢筋混凝土中的主要原料是水泥，按照不同的用途，水泥的成分也不尽相同，使用最多的是硅酸盐水泥，硅酸盐水泥是由以石灰石和粘土为主要原料，经过破碎、配料、磨碎制成半成品，再经过水泥窑中煅烧成为熟料后加入一定量的石膏（按照使用要求还可以加入其它混合剂），最后经过粉碎得到成品水泥。混凝土的另一个主要原料是骨料，骨料包括碎石和鹅卵石，混凝土中使用的碎石是直径大于在 4.75mm 左右岩石颗粒，标准的碎石是由天然的岩石或者岩石经过机械破碎、筛分等生产过程加工而成。而鹅卵石是自然形成的岩石颗粒，直径与碎石相同。按照我国相关的国家标准，用于混凝土的碎石和卵石长度大于所属等级的平均直径的 2.4 倍，为针状颗粒，厚度小于平均直径 0.4 倍为片状颗粒。混凝土就是将水泥和骨料按照一定的比例进行混合后加入一定量的水，经搅拌均匀而成。混凝土在结合过程中，微观中的水泥形成晶格结构将骨料紧密的包裹起来，形成一定的强度，但混凝土具有一定的抗压强度大约 3，000 磅 / 平方英寸，35 MPa，但抗拉强度却较小，很小的拉弯作用都会使水泥的微观晶格结构开裂和分离。使混凝土的结构遭到破坏。因此混凝土在没有钢筋的情况下，很少单独使用。在混凝土内放置钢筋后情况就不同，因为钢筋的抗拉强度比较大，基本在 200MPa 以上，采用混凝土内设置钢筋，混凝土负责抗压强度，而钢筋负责抗拉强度，从而形成了钢筋混凝土结构。
1 钢筋混凝土结构裂缝产生的原因
对于钢筋混凝土结构的各种建筑，为了防止产生裂缝，在一定的宽度和长度都要设计伸缩缝，但由于各种不可抗拒的原因还可能产生一定的缝隙，但其大小在 GB50010-2002 的标准中有严格的要求，如果裂缝的大小超出国家国定范围，就会产生一定的危害，就会查找产生裂缝的原因，超标准的裂缝产生的原因主要有以下几方面：
1.1 原材料质量问题造成的钢筋混凝土结构产生裂缝。对于建筑用钢筋混凝土原材料，主要是水泥、骨料和钢筋。每一种型号的混凝土使用水泥、骨料和钢筋的数量是不同的，如果一旦所使用的原材料的质量不合格，如水泥型号不达标，骨料直径不符合标准，钢筋质量不过关，抗压、抗拉的强度就不够，都会不同程度的引发钢筋混凝土裂缝的产生，由于原材料质量不合格造成的裂缝在施工结束后在混凝土的表面就会发现细小的裂缝，当发生超载、超拉等因素发生后，裂缝就会不断扩大，危害极大。
1.2 负载后产生的裂缝。这种裂缝在施工结束后是无法发现的，交付使用后，随着使用时间的延长，一旦产生一定的荷载，钢筋混凝土便逐步产生一定的裂缝，这种裂缝产生的原因主要原因是结构设计出现了问题，抗拉或者抗压强度不够造成的。还存在一个次要的原因，就是钢筋混凝土的基础质量存在一定的问题，如承载不均匀、抗压、抗拉强度不够等，都会造成裂缝的产生。
1.3 水泥的水化热潜能造成的裂缝。水泥的水化热潜能的释放分成三个阶段，第一是初始阶段，随着水泥与水的逐步混合，水化热潜能便释放出来，在初始阶段由于石膏的作用，在水泥颗粒表面形成一层钝化膜，降低了水化热的释放。第二是到了第二阶段，随着石膏作用的降低，水泥水化热的释放速度加快，水泥颗粒开始膨胀。第三是最后阶段，水泥水化热的产物在混凝土表面产生堆积，水泥的水化热释放速度开始放缓。裂缝产生的时间主要是第二阶段，经过研究表明，水泥水化热产生过程中会使混凝土产生一定的收缩，当收缩值大于混凝土的极限拉伸值时，混凝土就会产生裂缝。
1.4 由于干燥收缩引起的裂缝。干燥收缩是混凝土在不饱和的空气中因失水分散而引起的结构变形。干燥收缩裂缝的产生，主要是水泥质量的选择和环境影响造成的，一般来讲，水泥中的三氧化硫含量对干燥收缩影响较大，因此在选用水泥时，一定要选择三氧化硫适量的水泥。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时环境湿度对混凝土干燥收缩也存在一定的响，对比试验表明，在水中，混凝土膨胀 160×10-6，在 70%的相对湿度下，干燥收缩 800×10-6，在50%的相对湿度下，干燥收缩 1080×10-6。
1.5 温度原因。由于混凝土结构具有热胀冷缩性质，在结构周围温度 出现变化时，会引起结构出现变形，并产生附加应力。当 附加应力大于结构抗拉强度时，就会引起裂缝的出现。在实际施工中，由于温度原因引起的裂缝比较常见。例如大 体积混凝土、屋面板、梁上及浇桥面板的裂缝等。
1.6 湿度原因。混凝土在空气中容易出现干缩现象，且收缩具有早期快、后期慢的特点。混凝土收缩通常是由于施工人员对混凝土的养护不到位造成。收缩现象常见于现浇框架结构、墙板式结构等。因此，在超厚、超长的构筑物或建筑物中，可在混凝土搅拌时掺加微膨胀剂，用于解决混凝土的干缩现象。
2 结构裂缝预防措施
2.1 加强地基检查。基坑开挖后，应加强地基检查、验收工作。应及时告知设计、监理单位到现场进行验收。若地基情况较复杂，基坑开挖后需采用斟察补钻探进行探测，若有不利地质情况，应进行地基的加固处理，验收合格后才能进 行下道工序。
2.2 结构设计预防。由于环境因素的不同，混凝土在不同部位受到的约束程度不同，产生的收缩变形部位也分布不均。通过结构受力分析，混凝土的收缩变形均在应力的集中部位。因此，设计人员在设计过程中，应尽量避免、分散可能出现的集中应力，对结构裂缝的出现起到控制作用：①结构中的配筋对混凝土的收缩值有一定限制作用。但在设计过程中，设计人员往往忽视构造钢筋的作用，导致构造性裂缝的出现。因此，在设计中对配筋进行合理使用，最大限度地提升结构的极限拉伸，能够有效避免裂缝的产生；②要保证受力钢筋的正确位置，钢筋间距过大，或保护层的厚度不合理都会引起裂缝的产生。同时，若所用钢筋的规格、品种或数量有代用和改变的情况，应立即对结构的抗裂性进行分析、检测，满足要求后才能正式投入使用。
2.3 材料的选取。材料的选取对混凝土结构的稳定性有重要的作用。在进行材料选取时，应注意以下三个方面：①合理搭配混 凝土强度和水泥强度等级间的关系，宜选用具有较低收缩 性的水泥。在大多情况下，所使用水泥的强度要比混凝土强度高一个等级，以保证水灰比的合理搭配。同时，为减少水泥用量，提高和易性，通常可以用粉煤灰来代替部分水泥，但粉煤灰用量应符合相关要求。②在混凝土中掺入外加剂能有效防止混凝土的收缩开裂。例如缓凝剂能有效延缓混凝土的放热峰值出现，增加混凝土的强度增大时间，进而降低裂缝出现概率，并能提高混凝土和易性，降低因运输而引起的坍落度损失。减水剂能减低混凝土的水灰比，提高和易性，增强混凝土强度，强度一定时能够减少水泥用量，对防止结构裂缝的出现是非常有利的。③宜使用级配较好的中粗砂、中砂。中粗砂总表面积小，孔隙 率小，能大大减少混凝土的水泥用量和用水量，水化热一旦降低，结构裂缝就会减少。同时，砂子含泥量要严格控制，若混凝土中含泥量较大，会引起较大的收缩变形，加重裂缝开裂程度。所以，细骨料应尽量使用中粗砂为宜。
2.4 采用合理施工方法 在施工过程中，要根据场地地质条件，对结构形式进行合理的选择，防止不均匀沉降的产生。大体积混凝土需采用合理的分块、分层和分缝措施。在混凝土浇筑中，要先进行振捣才可以密实，要保证振捣时间的均匀一致，并以混凝土表面泛浆为宜，振捣范围和力波以重叠1/2为宜。浇筑混凝土时，应采用分层浇筑、分层流水振捣的方 式，保证新浇筑的混凝土在下层混凝土初凝前结合紧密，防止纵向施工缝的产生，提高结构的抗剪性和整体性。混凝土浇筑完成后，应对表面进行压实、抹平，防止表面有 裂缝产生。
模板的拆除时间、顺序应按照相关规定进行合理安排，严禁混凝土结构在没有达到规定强度时拆除模版，以防结构产生裂缝。由于混凝土所需凝结时间较长，相应的具有较长的失水时间。所以，在混凝土浇筑完成后，需进行及时的洒水养护，保持混凝土的湿润，既可以减少高温倒灌，又能防止干缩裂缝的出现。但在高温季节，应注意通水时间不宜过长，若时间过长可能会导致降温幅度的增大，引起温度应力的产生，进而导致结构裂缝的出现。
2.5 管理措施在施工中，混凝土结构裂缝的产生大多是由施工人员的不规范操作导致的。所以，施工阶段的管理工作是 预防结构出现裂缝的重点。管理人员应从以下几个方面进行预防控制：①材料的配合比应正确、合适。②确保钢筋绑扎的正确性，若发现钢筋有位移偏差，应及时修正。③混凝土浇筑硬化后，应加强日常养护工作。④控制模板拆除时间，必须保证混凝土达到规定强度后才可拆除。⑤加强施工中管理、监督工作，严格把好材料质 量关和施工质量关。
3 结束语
钢筋混凝土工程在现代建筑行业中的地位是重要的，我们每年要使用大量的混凝土，不难发现，混凝土的裂缝问题是非常常见的质量问题，只有不断的总结经验，吸取失败的教训，才能有利于建筑行业的发展，才能有效混凝土避免裂缝的发生。
参考文献：
[1]赵军霞.混凝土裂缝的原因分析及防治措施 [J].山西建筑，2011（24）.
[2]万勤.混凝土裂缝的控制技术研究[J].山西建筑，2011（22）.
[3]张德.浅谈钢筋混凝土结构裂缝的成因与处理方法[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（7）.
[4]朱叶艇，江科，曾鹏.现浇钢筋混凝土楼板裂缝的成因与预防[J].科协论坛（下半月），2008（11）.
论文作者:黄宏专
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/7/26
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 水泥论文; 钢筋论文; 结构论文; 钢筋混凝土论文; 水化论文; 《基层建设》2016年10期论文;