工业与民用建筑施工中混凝土结构裂缝形成及预防研究

工业与民用建筑施工中混凝土结构裂缝形成及预防研究

马永田

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【摘要】在建筑工程中，由于内外因素的作用，混凝土构件的开裂是经常发生的。混凝土构件出现裂纹，不但会影响构件的外观和结构的完整性，而且还会使构件的刚度和耐久性下降，导致构件出现渗漏。所以，需要对建筑施工过程中混凝土结构裂缝的产生原因进行深入探讨，并提出切实可行的预防要点，从而保证建筑工程的质量，提高建筑施工中混凝土结构的耐久性。

关键词】工业与民用建筑；施工；混凝土；裂缝

引言

在工、民工程建设中，对设计、施工、管理等环节的监督管理不力，使混凝土结构出现裂缝的几率大大增加。如果裂缝数目持续增加，将会造成建筑的承载能力不足，空间稳定性差，从而引起建筑的变形。在工业和民用建筑中，宽度小于0.05 mm的裂缝并不构成危险，在实际检查中，会把小于0.05 mm的裂缝看作是无裂缝，而宽度超过0.05 mm的裂缝，就必须进行及时的处理，以避免其对结构造成不利的影响，甚至出现渗漏等问题。

1工民建工程混凝土结构开裂的成因和成因

1.1项目概况

以甘肃省某县某住宅区22#,23#楼为例，其结构按照一类高层住宅，地上一级，地下一级的耐火等级。总高度为53.4米，共19层。总建筑面积10074.32平方米，设计年限50年，总建筑面积为10074.32平方米。根据该地区整体水文地质情况，本次调查未发现地下水，故不考虑该地区地下水对该工程产生的影响。在基坑土方开挖的时候，可以选择进行整片放坡开挖，在开挖完成之后，可以做施工垫层，并且封闭基坑，不允许水浸和暴露。在基坑施工中，应采取斜面开挖或支护等措施，以保证基坑围岩的安全与稳定。

1.2裂纹的产生机制

混凝土是由骨料，水泥，水，外加剂等组成的人造石料，是一种易碎的物质。在外部环境改变的情况下，混凝土的内部会产生一定的微观变形。混凝土不同的组成材料具有不同的性质，所以变形效果也不一样，例如，水泥石的收缩幅度大，热膨胀系数大，集料收缩幅度小，热膨胀系数小。由于这些物质没有被固定在一起，所以它们之间存在着相互的束缚，从而在混凝土中形成了微小的裂纹，这种微小的裂纹肉眼是看不到的。

1.3裂缝成因

1.3.1由动静载荷产生的正应力

RC受弯构件在受弯时，在其截面最弱处产生微小裂纹，裂纹周边的钢筋将被更大的张应力作用，并且随着荷载的增大而变得更加严重。混凝土在拉应力较大时，裂缝会向两侧收缩，使混凝土表面产生滑移。另外，在钢筋混凝土中，粘结的混凝土在不断地收缩时，截面上所受的应力将与尚未产生裂缝的应力状态相吻合。随着裂缝间距的增大，混凝土的应力也随之增大同样，当周围的裂缝距离小于两条裂缝的张应力时，周围的裂缝也将相继出现，直到它们之间的距离小于两条裂缝的张应力为止。由于混凝土的质量不均匀，裂缝是随机的，所以裂缝也会有分散的分布。

1.3.2水泥类物质所致

混凝土配合比中存在的问题有很多，如混凝土的水灰比过大，砂率不符合要求，外加剂不合理等。这将直接影响到混凝土的性能。若使用过期的水泥，则会使结构的承载力降低，产生应力开裂；碎石中杂质较多，易形成不规则的网状裂纹；在混凝土中存在较高的水化热，在混凝土中也会产生温度裂缝。

2工民工程中混凝土构件的开裂形式

2.1温升开裂

温度裂缝是由于温度变化引起的混凝土收缩状态。混凝土具有热胀冷缩的特点，由于受到内外环境的限制，混凝土不能自由地收缩，从而产生了内部的约束张力，从而产生了裂缝。甘肃省某住宅楼22#,23#楼在进行基础施工时，由于气温骤降，导致表面混凝土与地面温度的梯度增大，从而产生了温差和温度应力。温度裂缝的方向并不固定，大多呈交叉状。深层建筑的温度裂缝大多与短边平行或倾斜，沿长边出现，中间比较密集。冬季裂隙较大，夏季裂隙较小。此外，这种裂纹还会引起钢筋腐蚀，降低混凝土的抗渗性和抗疲劳性。

2.2混凝土干缩开裂

在混凝土养护过程中，由于水泥浆中的水份持续流失，使其发生干燥收缩，从而形成干缩裂缝。由于混凝土中每一部位的水蒸气量都不相同，因此产生的变形效应也不相同。干燥收缩裂纹主要为网状裂纹，裂纹宽度小于0.2毫米。在混凝土中掺入不均匀的情况下，会产生较大的干收缩裂缝。

2.3塑缩性裂纹

塑缩开裂是由于混凝土表层水分迅速流失而产生的一种收缩现象，多发生在大风和干燥炎热的环境中。塑缩裂缝大多长度不等，在混凝土终凝前，其强度较低，当风大、温度高时，混凝土表面会迅速失水，从而导致混凝土强度不够，从而产生开裂。随着风速的增大，水汽的蒸发速率也随之增大。

3工民工程中混凝土结构开裂防治的几个关键问题

3.1防止热裂

在初凝之前，混凝土的养护是非常重要的，在施工中必须特别注意。在夏天，混凝土的泵送过程中，必须对混凝土的入模温度进行严格的控制。冬天的时候，要增加浇注混凝土的层厚，构造层厚以1米为宜。在控制混凝土表面温度时，由于表面混凝土暴露在空气中，混凝土表面温度低于内部，因此需要对拆模完成后的部分及时进行浇水养护。严格遵守有关规范的要求，在浇筑完成后的前5天，每隔2 h记录1次温差，在10天后，每隔6 h记录1次温差。

3.2混凝土干缩开裂的防治

防止干缩裂缝的方法有五个：一、选用粉煤灰或中、低温水泥，尽量减少水泥的用量；二是在控制混凝土配合比时，要特别关注水灰比值，可以在其中添加一定的减水剂；三是对集料，砂的含水量进行了严格的控制。四是加强对混凝土的早龄期的养护，使其达到较长的养护周期。在进行养护时，应采取行之有效的保温和养护措施，并做好温度的记录。在实际施工过程中，也要对终凝固的混凝土进行保温和湿润处理，并适时浇水。五是实行科学的浇灌技术。每排出的混凝土都要配备1根振动棒，排出的第一级，要确保能自然流动；第二步是在坡脚，确保施工时在水泥下面进行；第三步是在斜坡的中段，以确保每一点都能保持有关的技术参数。在此基础上，提出了一种新的施工方法。

3.3混凝土沉降开裂的防治

沉降收缩裂缝主要由大骨料先沉入，再由钢筋埋置不当引起，因此在实际工程中应采取分段、定点、逐级推进的措施。首先，必须提高泵送率，保证上下两层混凝土浇筑间隔的时间不要比初凝长；根据混凝土的泵送状况，在每条浇注带的前部和后部都要设置两根振动棒，其中一根设置在出料口处，以保证上面部分混凝土的致密。

3.4防止塌陷开裂

一是施工区为填土或松软土。第二，应使模板具有足够的强度和刚度，并使其具有较好的支护作用，并使基础上的应力分布均匀。第三，在遇到积水的情况下，要及时进行加固处理。第四，按照相同的混凝土养护状态，严格控制混凝土构件的拆模时机。第五，针对在冻土区建设的模架，提出了相应的施工要求。

结束语

在工程建设过程中，由于混凝土内部的不均匀变形而产生了约束应力，因而不可避免地会出现混凝土结构的裂缝。造成混凝土裂缝的原因有材料、结构外力、施工和环境等多种因素，各种因素都会造成混凝土裂缝的产生和发展。从工程实践出发，论述了在工、民工程建设过程中，混凝土结构产生裂缝的原因和类型，并提出了防治措施。

参考文献

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