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談混凝土開裂成因及預防措施
摘要：民用建筑中經常出現混凝土結構裂縫，給廣大居民帶來了極大的不便。混凝土工程施工過程中，經常發生一些裂縫，影響結構的安全，保證工程結構安全，是工程管理人員急需掌握的，本文就結合工作實際，對混凝土工程裂縫產生的原因，預防裂縫的措施及修補工法進行探討。關鍵詞：成因分析預防措施修補工法
一、裂縫的原因
混凝土中產生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結構不合理，原材料不合格（如堿骨料反應），模板變形，基礎不均勻沉降等。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，在表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現裂縫。
二、裂縫分析
根據溫度應力的形成過程可分為以下三個階段：（1）早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝上彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內形成殘余應力。（2）中期：自水泥放熱作用基本結束時起至混凝土冷卻到穩定溫度時止，這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。（3）晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。根據溫度應力引起的原因可分為兩類：
（1）自生應力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結構，如果內部溫度是非線性分布的，由于結構本身互相約束而出現的溫度應力。
（2）約束應力：結構的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。
三、防止裂縫的措施
為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。控制溫度的措施如下：（1）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；（2）拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；（3）熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；（4）混凝土澆筑過程中嚴格控制水灰比及混凝土坍落度,盡量減少自由水,避免由于天氣炎熱、大風原因造成混凝土表面失水過快引起的混凝土表面裂縫，在施工過程中應采取相應的覆蓋養護措施加以控制。（５）在混凝土澆筑完畢后，嚴格控制現澆板荷載最初堆放時間、位置和數量，保證混凝土達到１.２KN／㎡,同時應避免集中荷載堆放和堆放過多引起的混凝土裂縫。（６）施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結構，在寒冷季節采取保溫措施；改善約束條件的措施是：①合理地分縫分塊；②避免基礎過大起伏；③合理的安排施工工序，避免過大的高差和側面長期暴露；此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養護，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質量對防止裂縫是十分重要，應特別注意避免產生貫穿裂縫，出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的，因此施工中應以預防貫穿性裂縫的發生為主。
混凝土的早期養護實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫。因此說混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。
從溫度應力觀點出發，保溫應達到下述要求：1）防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。2）防止混凝土超冷，應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度。3）防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束。
混凝土的早期養護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果，一方面，使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面，使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。
從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發等原因常引起水分損失，從而推遲或妨礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期，在施工中應切實重視起來。
四、裂縫修補方法
（1）常用的方法為涂覆法，增加整體面層，表面縫合等
①涂覆法:混凝土表面出現數量較多的表面裂縫時，采用手工或機械噴涂方法，將修補材料涂覆于混凝土表面，起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之間，厚度大者適應裂縫變化能力強。選用修補材料時應考慮使用條件(室內、室外、環境溫濕度變化，介質腐蝕情況)以及裂縫活動情況等。
②環氧漿液粘貼玻璃絲布:一般采用環氧樹脂膠料或環氧焦油膠料，粘貼1~2層玻璃絲布。
③表面縫合:在裂縫兩邊鉆孔或鑿槽，將u形鋼筋或金屬板放入孔或槽中，用環氧樹脂砂漿等無收縮型砂漿灌入孔或槽中錨固，以達到縫合裂縫的目的。
（2）局部修復法
常用的方法有充填法，部分鑿除重新澆筑混凝土、預應力法等。
①充填法。用鋼釬、風鎬或高速轉動的切割圓盤將裂縫擴大，最終鑿成V形或梯形槽，分層壓抹環氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補;梯形槽用于滲水裂縫修補;環氧砂漿適用于有結構強度要求的修補;聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補。
②部分鑿除重新澆筑混凝土。對于鋼筋混凝土預制梁等構件，由于運輸、堆放、吊裝不當而造成裂縫的事故時有發生。這類裂縫有時可采用鑿除裂縫附近的混凝土，清洗、充分濕潤后，澆筑強度高一等級的混凝土，養護到規定強度的修補方法。修補后的構件仍可使用在工程上。用這種方法修補己斷裂的構件應特別慎重。此外，修補前應檢查鋼筋的實際應力和變形狀況。修補混凝土宜用微膨脹型。修復工作必須十分仔細認真，否則新老混凝土結合不良將導致失敗。
雖然學術界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的理論，但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統一，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。
參考文獻：
[1]混凝土結構工程施工質量驗收規范．
[2]建筑工程施工工藝標準．
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