混凝土裂缝成因分析及控制研究.doc

混凝土裂缝成因分析及控制研究【摘要】对混凝土裂缝的种类以及成因进行了详细的分析，并结合混凝土裂缝对于建筑的危害，提出了控制混凝土裂缝产生的措施，以便提高混凝土施工的质量，提高建筑的安全性。【关键词】混凝土 裂缝 成因 控制混凝土凭借其良好的抗压性和耐久性以及塑性容易、取材方便的特点，在房屋、桥梁、水利工程、公路建设等方面得到了广泛的应用，已经成为了目前工程材料中用途最为广泛的材料。与天然石材相比，混凝土具有较强的耐久性以及抗压性，标号高的混凝土抗压性直追建筑钢材。但是，在实际的施工过程中，混凝土开裂现象非常严重。由于混凝土自身在抗拉强度上较弱，材质较脆的原因，混凝土裂缝现象在建筑工程中经常出现。混凝土的开裂、剥落会对混凝土的寿命产生严重的影响，对建筑的安全性产生隐患。1混凝土裂缝的种类由于混凝土自身抗拉强度较低，并且材料具有一定的脆性，因此会出现开裂现象。混凝土在建筑结构上的特点导致了其粗骨料承担的抗压强度远远低于抗拉强度，加之混凝土在结构上的不均匀性及脆性，使混凝土延展性很低，受到较强的拉力便会出现裂缝。混凝土裂缝有很多种类，根据不同的部位产生的裂缝可以分析出不同的产生因素。按照裂缝的深度进行分类，混凝土裂缝可以分为表面裂缝、深层裂缝以及贯穿裂缝三类。按照裂缝开裂变化程度进行分类，则可以分为死裂缝、活裂缝以及增长裂缝。若按照裂缝产生原因进行分类，又可以分为干缩裂缝、温度裂缝、钢筋锈蚀裂缝、超载裂缝以及沉降裂缝等多个种类。对混凝土裂缝的种类进行分析以及确定，有助于分析混凝土裂缝产生的原因，并针对不同类型的混凝土裂缝采取对应的措施进行整治。2混凝土裂缝的产生因素混凝土的抗拉强度决定着其开裂现象的出现。混凝土在外界环境的影响下，在材料内部的相互作用过程中会产生收缩应力以及温度应力。如果这些力的强度超过了混凝土的抗拉强度，则会对混凝土产生破坏，造成混凝土裂缝。以下是造成混凝土裂缝的主要因素。1.1混凝土材料混凝土的材料决定了其性质特点，混凝土材料主要由水泥作为凝胶材料，将砂石进行凝结而形成。水泥在混凝土的强度上起着非常重要的决定作用。在制作混凝土的过程中，应对水泥的强度、水化热、凝结速度、碱含量以及水泥的用量进行详细的综合考虑，提高水泥的质量与强度，从而使制成的混凝土具有较高的品质。另外在混凝土集料选择的过程之中，应该注意粗集料与细集料的选择，对集料的颗粒直径、形状、强度以及细度等多方面综合考虑，增加粗骨料的用量，减少水灰比，从而有效地提高混凝土的整体强度。在进行混凝土拌和过程中应对水灰比提高敏感度。标号相同的水泥，强度与水灰比成反比例，因此减小水灰比有利于增强水泥与骨料的粘合力，从而提高混凝土的强度。另外，水灰比的大小与混凝土的收缩成正比，减小水泥的收缩比可以有效地减少裂缝出现的几率。在混凝土材料选择过程中应严格控制材料的质量，避免混凝土中掺水的奸商行为，为提高混凝土质量做出保障。1.2混凝土收缩混凝土裂缝出现的主要原因就是混凝土的收缩导致的。混凝土中的水分蒸发造成了浆体收缩，混凝土的抗拉应力与浆体的收缩应力之间出现反差，导致了裂缝的产生。混凝土的收缩裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩以及温差收缩三类，其产生原因各不相同。塑性收缩是在硬化之前由于养护不到位导致了表面失水，从而造成了收缩。其中的风速、湿度以及温度是影响塑性收缩的外因，而水灰比、细集料量、混凝土温度等因素是影响塑性收缩的内因。温度收缩主要在混凝土的凝结之后一段时间发生，是因为凝结后温度降低导致的。干燥收缩的发生时期是在水泥硬化时期，混凝土的结构尺寸以及钢筋的间距在水泥用量、用水量、水灰比、骨料等内因以及温度、湿度、温差、风速、干燥时间等内因的作用下导致的水泥浆体干缩而形成干燥收缩裂缝。1.3混凝土养护混凝土裂缝中大部分常见裂缝都是因为温度的变化而产生的表面裂缝，在寒冷的地域，裂缝的成因还可能因为气温骤降的原因。所以在混凝土建筑完毕后的初期，要注意对其进行养护工作。养护的主要工作是保证混凝土建筑处于适宜的气温条件下，避免温度与湿度因素对混凝土的侵蚀，保证混凝土的质量，避免产生干缩或冷缩对混凝土造成损害。另外适宜的温度还可以保证水泥水化进程的顺利，增强水泥的强度与抗拉能力，提高混凝土性能。1.4施工工艺混凝土的耐久性受到施工工艺的影响非常大，施工的质量、浇筑的快慢、初期护养、水灰比的控制等施工的工艺对混凝土的耐久性有着非常直接的影响。在施工过程中，如果对在已经绑扎好的上层钢筋上面踩踏的话会造成受力钢筋的负弯承受增大，减小了钢筋的有效高度，在与受力钢筋相垂直的方向上产生混凝土裂缝。在进行混凝土浇筑时，如果浇筑速度过快则会使得混凝土流动性降低，无法在硬化之前有效地进行沉淀，导致硬化之后产生塑性收缩的可能性大大增加。在施工过程中，一定要将混凝土进行均匀的捣实，避免蜂窝麻面的出现。在混凝土搅拌与运输的过程中，一定要控制时间的长度，避免过多的水分蒸发，防止出现混凝土的收缩裂缝。在进行混凝土泵送的时候要注意水灰比的控制，避免不规则裂缝的产生。在进行混凝土分层浇注的时候，要在接头部分着重处理，避免出现新旧混凝土层之间出现裂缝。施工拆模时间不能过早，过早地拆模可能造成混凝土强度过低，导致混凝土构件的受力强度不足，在荷载过程中出现裂缝。1.5地基变形地基变形会导致混凝土在竖直方向发生不均匀的沉降，或者在水平方向上发生位移，导致钢筋混凝土结构当中出现附加应力，附加应力的出现会影响混凝土的结构稳定性，使混凝土所受力超出本身的抗拉能力，最终使混凝土结构产生开裂。3混凝土裂缝的危害在建筑业的规范中对于钢筋混凝土的裂缝范围做出了规定，根据环境的不同将裂缝的宽度规定在0.15mm0.2mm之间，如果裂缝的宽度在规定范围之内，则不会对建筑的质量产生影响，属于无害裂缝。这种裂缝的出现并不会产生安全性问题，仅仅影响了建筑的美观和人们心中的安全感。而从钢筋混凝土的结构来看，钢筋承受拉力之后一定会产生形变，这是不可避免的，而在形变量不断增加直到超过了钢筋的形变范围后便会引起混凝土的轻微开裂，将拉力转移，发挥结构的功能。只要保证裂缝的范围在国家标准的规定允许范围内，就不会对建筑的安全性与耐久性产生实质性的影响。当混凝土裂缝宽度超过规定允许范围时，内部的钢筋收到环境因素的影响会产生锈蚀以及耐久度下降的现象，这便会造成钢筋混凝土结构的整体耐久度降低，影响建筑物的安全。研究发现，钢筋的锈蚀程度与混凝土裂缝的宽度成正比关系，更大的混凝土裂缝结合环境因素的影响会加快钢筋的锈蚀速度，降低建筑物的耐久度，还会对人们的安全性产生影响。4混凝土裂缝的控制措施在对混凝土结构进行设计时，要对构建的结构进行完善的构思，并全面分析构件的受力状态、外界环境等因素，还要结合混凝土的自身力学特点，对混凝土的耐久性进行强化，以确保混凝土可以达到预定的使用期限，并能达成其所承担的职责。要对混凝土的状态进行合理的保养，避免后期产生损坏后的高额维修费用。在钢筋混凝土结构设计中，钢筋的合理分配的作用非常重要。良好的钢筋结构可以有效地避免混凝土裂缝的产生。在钢筋混凝土结构设计时采用可以良好地粘结混凝土的变形性较强的钢筋，可以对钢筋的应力进行较好的控制，从而对正常条件下产生的裂缝进行控制。在施工的过程中应该对施工方案进行合理的定制，在单次浇筑量、施工缝间距、位置及构造、材料的运输以及振捣等方面进行综合的考虑并进行确认。要对施工的配合比进行严格的控制，对于大体积混凝土应该保证水泥的水热化较低，而高强度混凝土的水泥应该采用高标号的水泥，严格控制水泥的用量以及水灰比、集料含泥量等因素。在进行混凝土浇筑的过程中，对振捣要进行严格的控制，既不能漏震又不能振捣过多，以保证混凝土不会出现泌水。在施工时应加强对温度的控制，保证混凝土处于适宜的环境温度中，以便控制混凝土的内约束力，避免出现初期裂缝。对于浇筑顺序要进行合理的分配，以便降低混凝土内部与外部的温度差。施工完毕之后还要注意混凝土的后期养护，对环境进行严格的控制，避免风吹日晒，减少干缩导致的裂缝。对于已经出现的裂缝要进行修补。如果裂缝是不影响混凝土结构及耐久性的无害表面裂缝的话，可以通过表面涂抹或者补贴的方法，将深度较浅宽度较细的裂缝进行修补。如果裂缝宽度较宽超过了0.3mm，则可以利用直接填充修补的方式，这种方式具有较低的成本以及简单的操作方式。如果混凝土的结构受到了严重的破坏，则必须将混凝土进行置换。通常，应将严重损坏的混凝土进行剔除，再将普通混凝土或者聚合混凝土置换进去。5结语综上所述，混凝土裂缝在成因上受着多方面因素的影响，根据其成因的不同混凝土裂缝可以分为多种类型。在进行混凝土裂缝的控制时需要技术人员对裂缝的成因进行综合分析，从根本上对不同类型的裂缝进行针对性控制。在整个建设过程中要结合