安徽医科大学临床医学院 安徽省 合肥市 230601
【摘 要】当今社会，随着各项施工工艺的不断进步和发展，混凝土由于其自身的良好性能，也得到了大规模的推广和运用，但经常出现混凝土的裂缝问题又是一个普遍存在而又难于解决的“通病”，本文从源头设计、施工工艺等方面对混凝土工程中常见的一些裂缝的成因进行分析探讨。针对裂缝产生的原因，在混凝土结构设计、混凝土材料选择、配合比优化、以及施工现场的养护等方面提出了控制裂缝发展的措施，参考相关文献资料，归纳总结了常见的处理方法，对以后同类工程施工具有一定的借鉴意义。
【关键词】混凝土；裂缝；成因；控制措施
混凝土结构工程的裂缝，是一个带着有普通性被工程界很为关注的问题。有些裂缝的继续扩展可能危及结构安全，因为结构的最终破坏往往是从裂缝开始的，成为结构的破坏的先兆，这主要是指荷载产生的裂缝；有些裂缝的出现造成工程渗漏，影响正常使用，是钢筋锈蚀，保护层剥落，降低混凝土强度，严重损害工程耐久性，缩短工程使用寿命，这主要是指变形产生的裂缝；还有耦合作用下的裂缝和碱骨料反应膨胀应力引起的裂缝及冻融引起的裂缝。同时较大的结构裂缝，也为人的观瞻难以接受，造成恐惧心理压力，影响建筑美观，为装修造成困难。由于产生裂缝的微观与宏观机理的复杂性、动态变化性，它也是困扰工程技术人员一个技术难题。
1裂缝的主要成因
1.1设计原因
主要是设计人员的因素，人员的知识结构水平和设计经验，一定程度上决定工程的质量，结合笔者实际工作经验，主要有如下不当之处：设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝（偏心、应力过大等)；设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝（如墙板、楼板)；设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形；设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利；菏载收缩，使用环境温度变化，管线配置不当，保护层厚度不足，抗温度收缩配筋不足。
1.2原材料和配合比原因
粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值，配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。
1.3施工及养护原因
现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。拌和不均匀（特别是掺用掺合料的混凝土），搅拌时间不足或过长，拌和后到浇筑时间间隔过长，易产生裂缝。对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。大体积混凝土浇注，对水化计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。
养护是使砼正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。现场模板拆除不当，引起拆模裂缝或拆模过早。现场预应力张拉不当（超张、偏心)，引起混凝土张拉裂缝。
1.4外部环境因素
周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。而在施工中，由于构筑物基础不达标，造成不均匀沉降，产生沉降裂缝，同时野蛮装修，随意拆除承重墙或凿洞等，也会引起裂缝。另外，意外事件、火灾、轻度地震、结构构件各区域温度、湿度差异过大也会引起构筑物裂缝。
2裂缝的控制措施
2.1 设计方面
在建筑设计中应处理好构件中“抗”与“放”的关系。所谓“抗”就是处于约束状态下的结构，没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的有力措施，而所谓“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。
对易出现裂缝的部位，在设计中合理采用“放”、“抗”或“抗放结合”的控制裂缝措施，工程经验表明在于材料、施工等部位密切配合的情况下，可取得较好的效果。重视构造钢筋的应用，在结构设计中，设计人员应重视对于构造钢筋的配置，特别是于楼面、墙板等薄壁构件更应注意构造钢筋的直径和数量的选择。
2.2材料选择
根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。积极采用掺合料和混凝土外加剂。掺合料和外加剂目标已作为混凝土的第五、六大组份，可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。对膨胀剂应充发考虑到不同品种、不同掺量所起到的不同膨胀效果，通过大量的试验确定膨胀剂的最佳掺量。
2.3混凝土配合比设计
混凝土配合比除应按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55的规定，根据强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性等进行配合比设计。其中：混凝土90d的干缩率易小于0.06%；坍落度在满足施工要求的条件下，尽量采用较小的混凝土坍落度；基础、梁、楼板、屋面用的混凝土坍落度易小于120mm，柱、墙用的混凝土坍落度宜小于150mm；混凝土采用泵送时，高层建筑用的混凝土坍落度根据泵送高度宜控制在180mm左右，多层及高层建筑底部的混凝土坍落度宜控制在150mm；用水量不宜大于170kg/m3；水泥用量。普通强度等级的混凝土宜为270-450千克每立方米，高强混凝土不宜大于550千克每立方米，应采用适当较小的水胶比，混凝土水胶比不已大于0.60，在满足工作性要求的前提下，应采用较小的砂率，宜采用引气剂或引气减水剂。配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。
2.4施工方面
2.4.1 模板的安装及拆除
模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工程序、施工工具和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的自重、侧压力、施工过程中产生的荷载，以及上层机构施工时产生的荷载。
底模及其支架拆除时的混凝土强度应符合设计要求；当无设计要求时，混凝土强度应符合表2.1的规定。
表2.1 底模拆除时的混凝土强度要求
2.4.2混凝土的运输
运输混凝土时，应能保持混凝土拌和物的均匀性，不应产生分层离析现象，运送容器应不漏浆，内壁关滑平整，具有防晒、防风、防雨雪、防寒设施，并宜快速运输。运送频率，应保证混凝土施工的连续性。运输车在装料前应将车内残余混凝土及积水排尽。当需在卸料前补掺外加剂调整混凝土拌和物的工作性时，外加剂掺入后运输车应进行快速搅拌，搅拌时间应由实验确定。运至浇捣地点混凝土的坍落应符合要求，当有离析时，应进行二次搅拌，搅拌时间应由实验确定。严禁向运输到浇筑地点的混凝土中任意加水。
由搅拌、运输到浇筑入模当气温不高于25℃时，持续时间不宜大于90min，当气温高于25℃时，持续时间不宜大于60min。当混凝土中掺加外加剂或采用快硬水泥时，持续时间应由实验确定。
2.4.3 混凝土的浇筑
为了获得匀质密实的混凝土，浇筑时要考虑结构的浇筑区域、构件类别、钢筋配置状况以及混凝土拌和物的品质，选用适当机具与浇筑方法。浇筑之前要检查模板及其支架、钢筋及保护层厚度、预埋件等的部位、尺寸，确认正确无误后，方可进行浇筑。同时，还应检查对浇筑混凝土有无障碍，必要时予以修正。制定施工方案时应考虑工程情况和实际工作能力，使各环节的施工能力应与混凝土的一次浇筑量相适应，必要时混凝土的连续浇筑。
对大体积混凝土，应控制浇筑后的混凝土内部最高温度及其与表面的温差、混凝土表面与环境的温差，内部最高温度一般不高于70℃，内外温差不超过25℃，混凝土表面与环境差不超过15℃。滑模施工时应保持模板平整光洁，并严格控制混凝土的凝结时间与滑模速率匹配，防止滑模时产生拉裂、塌陷。
2.4.4 混凝土的养护
养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施，必须充分重视，并制定养护方案，派专人养护工作。混凝土浇注完毕，在混凝土凝结后即须进行妥善的保温、保湿养护，尽量避免急剧变化、振动以及外力的扰动。浇筑后采用覆盖、晒水、喷雾或用薄膜保湿等养护措施；保温、保湿养护时间，对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或抗渗要求的混凝土，不得少于14d。底版和楼板等平面结构构件，混凝土浇筑收浆和抹压后，用塑料薄膜覆盖，防止表面水份蒸发，混凝土硬化至可上人时，可揭去塑料薄膜，铺上麻袋或草帘，用水浇透，有条件时尽量蓄水养护。
4常见混凝土裂缝的处理方法
4.1表面处理法
表面涂抹和表面贴补法表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的缝，不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补（土工膜或其它防水片）法适用于大面积漏水（蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝）的防渗堵漏
4.2填充法
用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、或是裂缝中有充填物，用灌浆法很难达到效果的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开Ｖ型槽，然后作填充处理。
4.3灌浆法
此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。利用压送设备（压力0.2~0.4Mpa）将补缝浆液注入砼裂隙，达到闭塞的目的，该方法属传统方法，效果很好。也可利用弹性补缝器将注缝胶注入裂缝，不用电力，十分方便效果也很理想。
4. 4结构补强法
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时 间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等混凝土裂缝处理效果的检查包括修补材料试验；钻心取样试验；压水试验；压气试验等。
4. 5混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
4. 6电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。
4. 7仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分（如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并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，保证建筑物和构件的安全和稳定。
参考文献：
［1］何星华，高小旺.建筑工程裂缝防治指南［M］.北京：中国建筑工业出版社，2005
［2］Mari AntonioR，Valdes Manuel.Long-term behaviour of continuous precast concrete girderbridge model. Journal of Bridge Engineering . 2010
［3］韩素芳，耿维恕.钢筋混泥土结构裂缝控制指南［M］.北京：化学工业出版社，2005，12
［4］全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会。建设工程项目管理［M］.北京：中国建筑工业出版社，2013
［5］徐荣年，徐欣磊.工程结构裂缝控制［M］.北京：中国建筑工业出版，2005
论文作者:程伟
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第4期
论文发表时间:2016/8/30
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 结构论文; 构件论文; 钢筋论文; 不当论文; 方法论文; 《低碳地产》2016年第4期论文;