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談建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因及其控制措施
摘要：建筑物鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的普遍應(yīng)用，伴隨著商品混凝土的推廣，建筑樓面出現(xiàn)裂縫的機(jī)率在增加，日益受到社會(huì)人士關(guān)注；專(zhuān)家認(rèn)為控制裂縫是個(gè)系統(tǒng)工程。樓面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫原因復(fù)雜，有材料、溫度變化等原因，也有設(shè)計(jì)、施工、使用等方面問(wèn)題，而樓面沿板內(nèi)預(yù)埋管線出現(xiàn)的裂縫尚未引起工程人員足夠重視，尋找其成因，利于有目的進(jìn)行裂縫控制。關(guān)鍵詞：混凝土 裂縫 成因 控制
混凝土工程中材料的特性決定了結(jié)構(gòu)較易產(chǎn)生裂縫，從實(shí)踐中來(lái)看施工中混凝土出現(xiàn)裂縫的概率也是很大的，相當(dāng)一部分裂縫對(duì)建筑物的受力及正常使用無(wú)太大的危害，但裂縫的存在會(huì)影響到建筑物的整體性、耐久性，會(huì)對(duì)鋼筋產(chǎn)生腐蝕，是受力使用期應(yīng)力集中的隱患，應(yīng)當(dāng)盡量在各方面給予重視，以避免裂縫的出現(xiàn)或把裂縫控制在許可的范圍之內(nèi)。
一、裂縫的成因分析
裂縫的形成有外荷載、結(jié)構(gòu)計(jì)算模型差異、材料的收縮（主要為的混凝土收縮、溫度變形）等原因造成。從技術(shù)角度來(lái)分析，有設(shè)計(jì)、施工、材料等方面問(wèn)題，主要反映如下：
1、從設(shè)計(jì)方面看 ⑴樓板剛度不足：設(shè)計(jì)按多跨連續(xù)板進(jìn)行配筋計(jì)算，側(cè)重于滿足結(jié)構(gòu)安全，較少考慮混凝土收縮特性和溫度變形等多種因素，樓板高跨比僅為L(zhǎng)/33.6-L/35，其剛度較小對(duì)裂縫控制很不利。⑵樓板構(gòu)造配筋設(shè)計(jì)不周：設(shè)計(jì)在支座處按常規(guī)配設(shè)負(fù)筋，在中部板面不配鋼筋，當(dāng)板面出現(xiàn)溫度變形和混凝土收縮，因無(wú)構(gòu)造鋼筋約束，板面即出現(xiàn)裂縫。⑶樓板內(nèi)布線欠合理：由于水電施工圖由各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，實(shí)際施工中出現(xiàn)水電管交叉疊放，或由于設(shè)計(jì)考慮管內(nèi)容線面積，部分預(yù)埋管徑≥D25；且設(shè)計(jì)管線位置在樓板跨中，即在單層雙向配筋處，樓板有效截面受到很大程度（15%-40%）削弱，成為樓板最易開(kāi)裂的部位；當(dāng)樓板收縮應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，即出現(xiàn)沿管線表面呈直線狀的裂縫。⑷從房屋的空間結(jié)構(gòu)來(lái)看，剪力墻剛度大，約束了剪力墻間梁板的水平向自由變形，而梁剛度又較板剛度大，因各類(lèi)因素引起的水平向收縮變形均集中到剪力墻間剛度最小的板上，造成這塊板開(kāi)裂。⑸膨脹劑的選用與摻量：設(shè)計(jì)未明確混凝土的限制膨脹率，只提出膨脹劑的品種和摻量范圍，施工時(shí)按設(shè)計(jì)提供摻量進(jìn)行配比施工，使混凝土的實(shí)際限制膨脹率不能達(dá)到最佳限制膨脹率。
2、從施工方面看 ⑴水電預(yù)埋管施工時(shí)在板內(nèi)位置欠合理：管位置過(guò)高或過(guò)低；位置過(guò)高時(shí)，極易在板面出現(xiàn)因混凝土硬化收縮產(chǎn)生的裂縫，也易在維修裂縫或室內(nèi)裝修時(shí)損壞管線；兩根管線并行布置時(shí)，管線間距過(guò)小甚至并攏，更易因管線集中而產(chǎn)生裂縫。⑵空載養(yǎng)護(hù)期不足：從樓面混凝土澆完、收光至施工材料堆放，平均空載養(yǎng)護(hù)期僅為一天半，人為因素過(guò)早地震動(dòng)、荷載造成樓板幼齡混凝土內(nèi)部受損開(kāi)裂。且施工中用塔吊吊運(yùn)的鋼管、鋼筋等周轉(zhuǎn)材料因受剪力墻鋼筋影響多堆放在預(yù)埋管線部位。
3、從材料方面看 樓板商品混凝土強(qiáng)度為C40（8層以下）C35（8—18層）C30（18層以上），其收縮變形值為同標(biāo)號(hào)普通混凝土的1.2--1.3倍，且商品混凝土單方用水量過(guò)大（200Kg），其中部分水在振搗時(shí)被游離出來(lái)，部分水與水泥結(jié)合成凝膠，相當(dāng)大一部分為自由水仍留在混凝土孔隙中，成為混凝土干縮的隱患。樓板拆模后，板面和板底長(zhǎng)期裸露在大氣中，后期施工的細(xì)石混凝土面層養(yǎng)護(hù)期過(guò)后也長(zhǎng)期處于干燥環(huán)境中。正是這種環(huán)境效應(yīng)（受溫度、濕度、風(fēng)力影響使水泥石毛細(xì)孔、凝膠孔內(nèi)的自由水由表及里逐漸蒸發(fā)），和尺寸效應(yīng)（樓板裸露面積大，厚度�。┑墓餐绊�，使樓板較其它構(gòu)件更易出現(xiàn)干縮裂縫。
混凝土的干縮、溫度收縮、收縮是要因，而由于施工管線預(yù)埋欠合理、樓板剛度不足、材料等多重原因綜合，使本工程樓板沿預(yù)埋管線處出現(xiàn)大量裂縫。二、裂縫的控制措施
（一）總體而言
1、設(shè)計(jì)措施 1)增配構(gòu)造筋提高抗裂性能，配筋應(yīng)采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應(yīng)在0.3～0.5%之間。2)避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施。3)在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸。4)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮施工時(shí)的氣候特征，合理設(shè)置后澆縫，在正常施工條件下，后澆縫間距20～30m，保留時(shí)間一般不小于60天。如不能預(yù)測(cè)施工時(shí)的具體條件，也可臨時(shí)根據(jù)具體情況作設(shè)計(jì)變更。
2、施工措施 1)嚴(yán)格控制混凝土原材料的的質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，選用低水化熱水泥，粗細(xì)骨料的含泥量應(yīng)盡量減少(1～1.5%以下)。2)細(xì)致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，減少混凝土的坍落度，合理?yè)郊铀芑瘎┖蜏p少劑。3)澆筑時(shí)間盡量安排在夜間，最大限度降低混凝土的初凝溫度。白天施工時(shí)要求在沙、石堆場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽(yáng)裝置，或用濕麻袋覆蓋，必要時(shí)向骨料噴冷水�；炷帘盟蜁r(shí)，在水平及垂直泵管上加蓋草袋，并噴冷水。4)根據(jù)工程特點(diǎn)，可以利用混凝土后期強(qiáng)度，這樣可以減少用水量，減少水化熱和收縮。5)加強(qiáng)混凝土的澆灌振搗，提高密實(shí)度。6)混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15℃以上，混凝土的現(xiàn)場(chǎng)試塊強(qiáng)度不低于C5。7)采用兩次振搗技術(shù)，改善混凝土強(qiáng)度，提高抗裂性。8)根據(jù)具體工程特點(diǎn)，采用UEA補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。9)對(duì)于高強(qiáng)混凝土，應(yīng)盡量使用中熱微膨脹水泥，摻超細(xì)礦粉和膨脹劑，使用高效減水劑。通過(guò)試驗(yàn)摻入粉煤灰，摻量15%～50%。
�。ǘ┚唧w措施
1、加強(qiáng)設(shè)計(jì)控制：梁板混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜大于C30；樓板應(yīng)雙層雙向配筋，屋面、轉(zhuǎn)換層樓面配筋宜加強(qiáng)；樓板內(nèi)管線應(yīng)避免出現(xiàn)交叉（將交叉部位設(shè)置在梁或墻上）；控制管線直徑，使其不超過(guò)板厚的20%且≤D25；重視房屋外圍護(hù)構(gòu)件（外墻、屋面、門(mén)窗等）的保溫設(shè)計(jì)，若使房屋具有良好的保溫性能，不僅可大幅度降低房屋長(zhǎng)期能耗，更是減少因溫差變形而引起裂縫的有效手段。
2、加強(qiáng)施工控制：采取有效固定措施（經(jīng)計(jì)算高度的鋼筋撐腳，預(yù)埋管線時(shí)管扎在撐腳上或采用砂漿墊塊固定）使預(yù)埋管布置在板中部；延長(zhǎng)空載養(yǎng)護(hù)時(shí)間，減少早期荷載裂縫；并行走向管線間距應(yīng)大于0.25m，在管線集中或交叉處設(shè)加強(qiáng)筋，并在上下部鋪放鋼絲網(wǎng)，寬度應(yīng)大于管區(qū)100mm；控制施工期間及竣工后的門(mén)窗洞口風(fēng)速，減少環(huán)境溫差和風(fēng)速對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。
3、通過(guò)商品混凝土生產(chǎn)級(jí)配中材料的替換和外加劑的合理使用，降低商品砼的水泥和水用量；配比中添加聚丙烯纖維，可有效減少早期收縮裂縫（本工程在14層、18層樓板及屋面使用，摻量為1.2Kg/m3）；合理選用混凝土膨脹劑（宜選用一等品），其摻量應(yīng)經(jīng)試配確定，來(lái)滿足設(shè)計(jì)的限制膨脹率；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，也可在板面和板底拆模后涂刷養(yǎng)護(hù)劑，避免混凝土的早期干縮，確保膨脹劑產(chǎn)物的充分水化，使混凝土達(dá)到有效的補(bǔ)償收縮作用。
4、在施工前與設(shè)計(jì)溝通，精心編制施工組織設(shè)計(jì)，通過(guò)材料調(diào)換，使樓面面層與樓板混凝土一起澆搗（采取有效保護(hù)措施），同時(shí)提升上層鋼筋位置，這樣在不增加荷載前提下增大了樓板的剛度，將有效減少裂縫的出現(xiàn)。
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