【摘要】本文從混凝土的化學(xué)、物理過程及力學(xué)原理，分析現(xiàn)澆混凝土梁板裂縫機(jī)理。闡述了水在混凝土中的存在形式、終凝前的裂縫——早期裂縫、干燥收縮裂縫、荷載作用裂縫等，并提出了相應(yīng)的處理措施。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)澆混凝土；梁板；裂縫

1、水在混凝土中的存在形式

現(xiàn)澆混凝土梁板裂縫目前似乎已成為通病。要克服它，就要了解一下混凝土中的一些化學(xué)、物理過程，首先是在凝固以前新鮮摻合料的一些化學(xué)物理過程。

水泥顆粒在水的浸潤下，逐漸由外而內(nèi)地水解，形成為更多更細(xì)小的水化粒子，每個(gè)水化粒子內(nèi)含有化合水和結(jié)晶水，總稱為化學(xué)水。同時(shí)粒子的表面上吸附了一層極薄的水膜，叫做吸附水。吸附水的比重大于1.0，不受重力的支配，不會(huì)流動(dòng)。水泥完全水化所需的化學(xué)水為干水泥重量的0.23倍，吸附水為干水泥重量的0.19倍，兩者共為干水泥重量的0.42倍，亦即水泥全部水化所需的水灰比為0.42。但為了達(dá)到一定的合易性并補(bǔ)償在作業(yè)中的水分損耗，一般用的水灰比為0.50或略為多一點(diǎn)。

因?yàn)樗械乃嗔Ｗ硬荒芤幌伦訌氐姿?，在一個(gè)水化高潮過后，還要持續(xù)很長的時(shí)期，所以終凝以前還沒有用得上的化學(xué)水、吸附水以及其他富余的水都存放在水泥漿內(nèi)的毛細(xì)孔里，成為毛細(xì)孔水。毛細(xì)孔水是普通水，受重力的支配，可以流動(dòng)，容易蒸發(fā)，而且隨時(shí)可提供給繼續(xù)水化之用。

另外水化的結(jié)果發(fā)生體積減縮，即水化生成物的總體積小于原來干水泥的絕對(duì)體積與所加入的水的體積的總和，其減縮量約為原來干水泥絕對(duì)體積的1%，稱為水化收縮。這是水泥漿內(nèi)必然出現(xiàn)毛細(xì)孔的原因之一。

2、終凝前的裂縫——早期裂縫

糊狀的新拌合料在模板內(nèi)經(jīng)過振搗，其流動(dòng)性加大，比重較大的顆粒往下沉，同時(shí)氣泡、水分和比重較輕的物質(zhì)往上浮，集中到表層，叫做泌水或浮漿現(xiàn)象，實(shí)際這是一種特殊的沉降過程，這種沉降一直持續(xù)到拌合料凝固為止。如果受到上部鋼筋、大顆粒骨料、模板摩擦等的阻礙，沉降不均勻，便會(huì)產(chǎn)生沉降裂縫。另外，終凝之前，自由水從毛細(xì)孔里蒸發(fā)掉，毛細(xì)孔便閉合，從而導(dǎo)致體積收縮，與上述的水化收縮一起叫做塑性收縮，如果收縮受到了阻礙便發(fā)生收縮裂縫。影響收縮開裂的主要因素，即促使蒸發(fā)的主要因素為：溫度、相對(duì)濕度和風(fēng)速，美國混凝土學(xué)會(huì)提出以下三種溫度、濕度配合會(huì)引發(fā)收縮裂縫：41℃-90%，35℃-70%，24℃-30%。

終凝以前出現(xiàn)的裂縫統(tǒng)稱為早期裂縫，能促成早期裂縫的因素還有溫度降。白天在烈日高溫下澆注成的梁板，經(jīng)一個(gè)涼爽的夜晚便會(huì)裂縫，這種現(xiàn)象即便在低溫季節(jié)也一樣會(huì)發(fā)生。早期裂縫一般是由沉降所引發(fā)而被收縮和降溫所加劇的。

3、干燥收縮裂縫

終凝后，拌合料已成為固體混凝土，毛細(xì)水蒸發(fā)掉后的毛細(xì)孔不再會(huì)閉合，不再引發(fā)收縮。但若進(jìn)一步地干燥后，迫使吸附水進(jìn)入毛細(xì)孔中然后蒸發(fā)，水化粒子之間因?yàn)槭チ宋剿ざ泳o密，從而導(dǎo)致體積收縮，叫做干燥收縮。干燥收縮遇到阻礙便可能引發(fā)干燥收縮裂縫。

影響干燥收縮的因素很多，如水泥標(biāo)號(hào)、水泥品種、水泥細(xì)度、水泥用量、水灰比、骨料種類、振搗情況、構(gòu)件斷面大小、暴露條件以及配筋數(shù)量等等。標(biāo)準(zhǔn)情況下混凝土的干縮率為32.4×10-5，與年最大溫差下的冷縮率大致相當(dāng)。常見的干燥收縮裂縫有：

1.過早地拆掉側(cè)模，梁的兩側(cè)出現(xiàn)均勻分布的豎向梭形裂縫，一般情況下裂縫上不到頂，下不到底，但在特殊情況下，例如梁的高度不大，且頂、底部具有較強(qiáng)的縱向約束，在拆去側(cè)模后，經(jīng)干燥和強(qiáng)降溫聯(lián)合作用下，裂縫可能在兩側(cè)中部沿水平方向開展。這樣的問題只要施工措施得當(dāng)應(yīng)可避免。

2.跨度3米左右的單向板，在板中央沿短跨方向開展的裂縫，嚴(yán)重者裂縫的兩端伸展到墻并將樓板裂穿。因?yàn)檫@個(gè)部位的收縮力最大而抵抗力最為薄弱，再加上干縮與冷縮并施所致。故這樣的地方應(yīng)設(shè)抗裂鋼筋網(wǎng)來解決。

3.負(fù)彎矩鋼筋較粗，分布較密的樓板上，沿負(fù)筋末端所在直線的裂縫。原因是每根鋼筋像一根懸臂彈簧，振搗時(shí)鋼筋的下彎部分如同一個(gè)小的振搗棒，在其附近形成一個(gè)柱狀的離析體，一整列離析柱體形成一個(gè)離析帶，凝固后的強(qiáng)度較低，在干燥和冷縮迭加下形成裂縫，一般為沿板的長跨方向開展，而且往往兩頭延伸到墻，向下裂到板底。預(yù)防辦法是不讓所有負(fù)筋的末端排列在一條直線上，并在施工中用支架將負(fù)筋架起來，消除懸臂狀態(tài)。

4.干燥收縮會(huì)使所有的早期裂縫加劇。

4、荷載作用裂縫

嚴(yán)格講來，荷載裂縫的表現(xiàn)因結(jié)構(gòu)情況和荷載施加情況而異，很難一概而論，這里只涉及幾種剛竣工或入居不久即發(fā)現(xiàn)的應(yīng)力裂縫。一般這時(shí)設(shè)計(jì)荷載尚未完全到位。其主要表現(xiàn)有：

1.單向板中央沿長跨方向開展的裂縫.

2.兩邊為終端且嵌入磚墻內(nèi)樓板角部的斜裂縫。

3.擬似板角斜裂縫

室內(nèi)一側(cè)為衛(wèi)生間時(shí)，房間樓板平面為“刀”形。其主要部分的工作狀況與四邊支承板一樣，只是沿衛(wèi)生間墻的支承邊的一小段為過道所代替而已。所以在主房間的此一角部照樣有對(duì)角線方向的負(fù)彎矩發(fā)生，但卻沒有抵抗它的上部構(gòu)造鋼筋，因?yàn)橐?guī)范只要求“當(dāng)墻的陽角突到板內(nèi)時(shí)，亦應(yīng)沿墻布置構(gòu)造鋼筋。”顯然這樣布置的構(gòu)造鋼筋不能抵抗斜向的負(fù)彎矩。實(shí)際上所有這類的地方幾乎無一幸免地出現(xiàn)了斜裂縫。

4.梁上的斜裂縫和彎矩裂縫

有時(shí)在梁上遠(yuǎn)離支點(diǎn)處發(fā)生有斜裂縫，嚴(yán)重者將梁體兩面裂穿（兩面對(duì)應(yīng)出現(xiàn)）。這可能是在梁體尚未達(dá)足夠強(qiáng)度時(shí)，此處的模板支柱突然松動(dòng)，或者是在拆模板時(shí)，由于作業(yè)順序不當(dāng)，最后拆除的一根支柱突然被打掉時(shí)的巨大反彈作用引起的。當(dāng)最后打掉的支柱在梁的中部時(shí)，可能引發(fā)彎曲裂縫。

5.冷裂縫

突出暴露在風(fēng)口處的混凝土梁，混凝土長墻或端墻的屋面圈梁，在劇烈寒風(fēng)襲擊下，梁可能被攔腰齊茬裂斷，長墻的中央會(huì)發(fā)生豎向梭形裂縫，而端墻的屋面圈梁在屋面板的牽拉下，其兩端發(fā)生倒八字形的裂縫。

結(jié)語：

本文從混凝土的化學(xué)、物理過程及力學(xué)原理，分析了現(xiàn)澆混凝土梁板裂縫形成機(jī)理。分別闡述了水在混凝土中的存在形式、終凝前的裂縫、干燥收縮裂縫、荷載作用裂縫等形成過程及其存在形式，并提出了相應(yīng)的處理措施。

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