混凝土是(shì)由水泥漿體硬化後的(de)水泥石與砂、石骨料組成的(de)非均質材料,從微觀的(de)角度看,在(zài)溫度、濕度變化時(shí),各組成材料的(de)物理力學性能并不(bù)一(yī / yì /yí)緻,混凝土開裂是(shì)必然的(de)。在(zài)混凝土硬化過程中漿體硬化收縮最大(dà),而(ér)骨料的(de)存在(zài)限制了(le/liǎo)漿體收縮,在(zài)這(zhè)種約束作用下得混凝土内部自硬化開始就(jiù)在(zài)骨料與漿體的(de)粘結面上(shàng)出(chū)現了(le/liǎo)微裂縫。這(zhè)些微裂縫在(zài)外力或者變形作用下,微裂縫就(jiù)會擴展穿過硬化後的(de)水泥石,逐漸發展成爲(wéi / wèi)可見的(de)宏觀裂縫。換句話說(shuō)就(jiù)是(shì)微觀裂縫爲(wéi / wèi)宏觀裂縫提供了(le/liǎo)裂縫源,控制裂縫也(yě)是(shì)控制肉眼可見的(de)裂縫寬度大(dà)于(yú)等于(yú)0.05mm,即所謂的(de)“宏觀裂縫”,而(ér)不(bù)是(shì)寬度小于(yú)0.05mm以(yǐ)下的(de)“微觀裂縫”。裂縫的(de)形成原因可以(yǐ)分爲(wéi / wèi)兩大(dà)類,一(yī / yì /yí)類是(shì)外力荷載作用,另一(yī / yì /yí)類是(shì)由變形作用引起的(de)裂縫,如溫度、濕度變形以(yǐ)及不(bù)均勻沉降等因素引起的(de)沉降裂縫。混凝土裂縫的(de)80%是(shì)由于(yú)變形作用引起的(de),而(ér)收縮引起的(de)裂縫又占變形裂縫的(de)很大(dà)比例。通常荷載裂縫僅占,甚至更小。
(一(yī / yì /yí))裂縫的(de)形狀
由于(yú)造成混凝土裂縫的(de)原因多種多樣,因此裂縫形式也(yě)不(bù)盡相同,常見的(de)裂縫如下:
縱向裂縫:平行于(yú)構件底面,順筋方向分布,主要(yào / yāo)由鋼筋鏽蝕作用引起;
橫向裂縫:垂直于(yú)構件截面,主要(yào / yāo)由荷載作用、溫差作用引起;
剪切裂縫:由于(yú)結構構件的(de)豎向荷載或震動位移引起;
八字形裂縫:常見于(yú)牆體表面,主要(yào / yāo)因地(dì / de)基的(de)不(bù)均勻沉降或在(zài)溫度、濕度作用下的(de)牆體縱向收縮引起的(de);
X形裂縫:常見于(yú)框架梁、柱的(de)端頭以(yǐ)及牆面上(shàng),由于(yú)瞬間的(de)撞擊作用或者地(dì / de)震荷載作用引起;
網狀裂縫:常出(chū)現在(zài)混凝土早期凝結過程中,通常爲(wéi / wèi)塑性收縮裂縫,成因很多,比如混凝土拌和(hé / huò)或運輸時(shí)間過長就(jiù)可能引起這(zhè)類裂縫
45°闆角裂縫:常見于(yú)現澆樓闆的(de)闆角處,通常認爲(wéi / wèi)是(shì)由縱橫兩個(gè)方向的(de)收縮所導緻的(de)。
(二)不(bù)同裂縫的(de)成因
混凝土裂縫産生的(de)原因多種多樣,有原材料方面的(de),也(yě)有施工方面的(de),氣候、環境及外力方面的(de)。詳見表1
表1 混凝土裂縫的(de)成因
(三)原材料原因造成的(de)裂縫
混凝土原材料及配合比對裂縫有一(yī / yì /yí)定影響,雖然有時(shí)裂縫的(de)原因不(bù)是(shì)單一(yī / yì /yí)因素造成的(de),但原材料不(bù)良會加劇裂縫的(de)發生。
(1)水泥安定性不(bù)良,遊離氧化鈣、遊離氧化鎂或者石膏用量超标造成水泥水化時(shí)體積膨脹,造成混凝土開裂。
(2)水泥比表面積大(dà),水化速度快,水化熱較大(dà),收縮率較大(dà),易出(chū)現早期開裂。水泥活性越高,顆粒越細,比表面積越大(dà),收縮越大(dà)。(摻合料粒徑影響具有相同性質)
(3)水泥受潮或過期,從而(ér)導緻混凝土開裂。
(4)骨料含泥量大(dà),如砂含泥量超過5%或者機制砂MB值>1.4,混凝土收縮增加,使混凝土結構易出(chū)現裂縫,且裂縫時(shí)間提前。
(5)骨料級配差,空隙增加,造成漿體用量,砂率增加,尤其是(shì)砂中細顆粒含量超标時(shí),使混凝土開裂的(de)幾率增加。骨料粒徑越粗,收縮越小,骨料粒徑越細,砂率越高,收縮越大(dà)。
(6)外加劑(如膨脹劑)選擇不(bù)當、過期、或誤用假冒産品,也(yě)容易産生裂縫。
(四)施工不(bù)當造成裂縫
(1)施工過程中,爲(wéi / wèi)方便施工私自加水增加混凝土坍落度,造成混凝土離析,上(shàng)下層收縮不(bù)一(yī / yì /yí)緻,容易産生裂縫。
(2)模闆支架壓實不(bù)足或支架剛度不(bù)足,澆築混凝土後支架不(bù)均勻下沉,導緻混凝土出(chū)現裂縫。
(3)施工時(shí)拆模過早,混凝土強度不(bù)足,使得構件在(zài)自重或施工荷載作用下産生裂縫。
(4)模闆在(zài)澆築前淋水不(bù)足,過分幹燥,澆築後因模闆吸水量大(dà),導緻混凝土收縮,産生塑性收縮裂縫。
(5)混凝土分層或分段澆築時(shí),結合部處理不(bù)好,易在(zài)新舊混凝土和(hé / huò)施工縫之(zhī)間出(chū)現裂縫。如混凝土分層澆築時(shí),後澆混凝土因停電、下雨等原因未能在(zài)前澆混凝土初凝前澆築,引起層面之(zhī)間的(de)裂縫。
(6)如果環境濕度小、空氣幹燥、溫度高、風速大(dà),則混凝土水分蒸發速度很快,混凝土很容易出(chū)現收縮開裂。樓闆澆築後立即噴霧,二次壓光,覆蓋塑料薄膜,加強潮濕養護對控制裂縫很有益處。
(7)在(zài)夏、冬兩季,因晝夜溫差較大(dà),養護不(bù)當也(yě)容易産生溫差裂縫,尤其是(shì)大(dà)體積混凝土内部溫度與表面溫度、或表面溫度與環境溫度差異過大(dà)時(shí)。
(8)風速越大(dà),收縮越大(dà),注意高空中現澆混凝土,避免炎熱季節陽光直射新澆混凝土表面。泌水量大(dà),表面含水量過高,表面早期收縮加大(dà),但應避免混凝土表面早期脫水加大(dà)收縮。
(9)冬季施工沒有采取必要(yào / yāo)的(de)保溫措施,使混凝土早期受凍,會在(zài)表面出(chū)現裂紋,或局部剝落,或脫模後出(chū)現空鼓現象。
(10)配筋率越大(dà),收縮越小,但配筋過量則會增加混凝土拉應力。配筋宜細而(ér)密,不(bù)宜粗而(ér)稀。注意在(zài)收縮應力集中區,加強構造配筋。預應力結構加強非預應力配筋。