混凝土中出现裂缝是一种常见的现象,常因混凝土结构的裂缝造成工程质量问题。从理论上说,混凝土结构尤其是受弯构件总是带裂缝工作的,在使用荷载不大的情况下,没有裂缝或这类结构性裂缝非常细微,不易为肉眼所察觉。但在现实的建筑中,混凝土结构会出现各种各样的裂缝,其中最常见的是钢筋混凝土构件以及砖墙裂缝。混凝土工程中材料的特性决定了结构较易产生裂缝,从实践中来看施工中混凝土出现裂缝的概率也是很大的,相当一部分裂缝对建筑物的受力及正常使用无太大的危害,但裂缝的存在会影响到建筑物的整体性、耐久性,会对钢筋产生腐蚀,是受力使用期应力集中的隐患,应当尽量给予重视。因此,分析混凝土结构产生裂缝的原因并找到控制裂缝产生的方法,对于保证建筑物使用的可靠度和长期的耐久性具有重要的意义。
1、常见混凝土裂缝的原因分析
混凝土是一种抗拉能力极低的脆性材料，尤其工业建筑改扩建项目，在施工和使用过程中。
当发生温度、湿度变化,轧机震动、地基不均匀沉降时,极容易产生裂缝。近年来,随着建筑技术、建筑材料、施工工艺的发展和试验检测手段的进步,不仅重视其物理性能,同时重视其化学性能。如AAR碱集料反应以及化学介质的侵蚀会使混凝土结构过早产生裂缝,降低混凝土强度。
1.1 材料质量
材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好。如果工程上用了这些不合格的材料就会导致“豆腐渣工程”,所以说只有材料的质量关把好了,工程质量才会在根本上得到保证。
1.2 地基变形
在钢筋混凝土结构中,造成开裂主要原因是不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向决定与地基变形的情况,由于地基变形的应力相对较大。裂缝一般是贯穿性的。
1.3 施工工艺
施工工艺着重强调以下几点:水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。混凝土是一种人造混合材料,其质量好坏的一个重要标志是成型后混凝土的均匀性和密实程度。因此,混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏,都可能使裂缝产生的直接或间接原因。模板构造不当,漏水、漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过拆模等都有可能造成混凝土开裂。施工过程中,钢筋表面污染,混凝土保护层太大或太小,浇灌中碰撞钢筋使其移位等都可能引起裂缝。混凝土养护,特别是早期养护质量与裂缝关系密切。早期表面干燥可使其内外温度较大更容易产生裂缝。
1.4 结构受荷
结构受荷后产生裂缝的因素很多,施工中和使用都可能出现裂缝。例如,早期受震、拆模过早或方法不当、构件堆放、运输、吊装时的垫块或吊点位置不当、施工超载、张拉应力值过大等均可能产生裂缝。而最常见的是钢筋混凝土梁、板等受弯构件,在使用荷载作用下往往出现不同程度的裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受30%至40%的设计荷载,就可能出现裂缝,肉眼一般不能察觉,而构件的极限破坏荷载往往都在设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的。
1.5 湿度变形裂缝
普通混凝土在空气中硬结时,体积会发生收缩,由此而在构件内产生拉应力,在早期混凝土强度较低时,混凝土收缩值最大。因此,若构件早期养护不良,极易产生收缩裂缝。这类裂缝在现浇剪力墙、水池底、壁等工程结构中最为常见。
1.6 徐变裂缝
结构构件在内应力的作用下,除瞬时弹性变形外,其变形值随时间的延长而增加的现象称为徐变变形。据文献记载,受弯构件由于徐变变形的作用,其长期变形值可增加2到3倍,因变形量加大而使拉区混凝土承受拉应力.造成裂缝的出现。预应力构件因徐变会产生较大的应力损失,降低了结构的抗裂性能。此类裂缝常见于受弯构件的拉区,其特征与承受荷载出现裂缝相同。
2、处理混凝土裂缝的有效措施
目前世界各国的规定不完全一致,但大致相同。如从结构耐久性要求、承载力要求及正常使用要求,最严格的允许裂缝宽度为0.1mm。近年来,许多国家已根据大量试验与泵送混凝土的经验将其放宽到0.2mm。当结构所处的环境正常,保护层厚度满足设计要求,无侵蚀介质,钢筋混凝土裂缝宽度可放宽至0.4mm;在湿气及土中为0.3mm在海水及干湿交替中为0.15mm。如果裂缝超出上述规定,就应采取一定的方法进行处理。
2.1 表面处理法
包括表面涂抹和表面补贴法。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、变形缝等的防渗堵漏。
2.2 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,即大于0.3mm,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,然后做填充处理。
2.3 灌浆法
在裂缝表面填充、涂抹水泥砂浆或其他化学合成材料,如环氧树脂浆液、甲凝、丙凝等。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。
2.4 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。
3、结 语
总之,建筑裂缝不仅种类繁多,形态各异,而且较为普遍。轻微者建筑物美观,造成渗漏水,严重者降低建筑结构的承载力,刚度、稳定和整体性、耐久性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。因此,正确认识原因、切实加以防治十分必要、十分迫切。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,混凝土的碳化,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、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保证建筑物和构件安全、稳定地工作。