淺談混凝土工程裂縫的成因與處理措施

羅建華　谷繼波

摘要：本文對(duì)混凝土工程中常見的一些裂縫問(wèn)題進(jìn)行了探討和分析，并針對(duì)具體情況提出了一些預(yù)防、處理措施。

關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；處理措施

近年來(lái)，隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，各種建筑物、構(gòu)筑物的形體規(guī)模也不斷擴(kuò)大，混凝土在建筑工程中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。由于混凝土具有結(jié)構(gòu)厚、體形大、混凝土數(shù)量多、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高等特點(diǎn)，因而在施工過(guò)程中若控制不當(dāng)極易產(chǎn)生各種結(jié)構(gòu)裂縫。這些裂縫往往給工程帶來(lái)不同程度的危害，甚至?xí)斐山?jīng)濟(jì)上的巨大損失。

1 混凝土常見裂縫的原因

混凝土裂縫產(chǎn)生的原因的很多，有變形引起的裂縫；如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有養(yǎng)護(hù)環(huán)境不當(dāng)和化學(xué)作用引起的裂縫等等。

1．1 干縮裂縫

干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果；混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過(guò)快，變形過(guò)大，內(nèi)部濕度變化較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫通常會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕影響混凝土的耐久性，在水壓力的作用下會(huì)產(chǎn)生水力劈裂、影響混凝土的承載力等。混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加料的用量等有關(guān)。

1．2 塑性收縮縫

塑性收縮產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋夯炷猎诮K凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，受高溫或管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無(wú)法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要原因有水灰比、混凝土的凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對(duì)濕度等等。

1．3 溫度裂縫

溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚集在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，或者是混凝土受到寒潮的襲擊等，會(huì)導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生裂縫隙，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只在混凝土表面較淺的范圍產(chǎn)生。溫度裂縫的走向通常無(wú)一定規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫常縱橫交錯(cuò)；梁板類長(zhǎng)度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長(zhǎng)邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細(xì)，而冷縮裂縫粗細(xì)變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。

2 混凝土裂縫的控制措施

裂縫的出現(xiàn)不但會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。

2．1 合理選擇原材料，優(yōu)化混凝土配合比

2．1．1 水泥品種選擇和用量控制。水泥水化熱的大量積聚，使混凝土出現(xiàn)早期溫升和后期降溫現(xiàn)象。由于礦物成分及摻合料含量的不同，水泥的水化熱差異較大。為了降低水泥的水化熱、減小混凝土的體積變形，大體積混凝土應(yīng)選用中熱或低熱的水泥品種，一般選用低水化熱的礦渣水泥，低熱的礦渣水泥比同標(biāo)號(hào)的普通硅酸鹽水泥的水化熱可減少1/4左右。另外，在滿足混凝土強(qiáng)度和耐久性的前提下，盡量減少水泥的用量。

2．1．2 摻加外加料。在混凝土中摻入一定量的粉煤灰后，在混凝土用水量不變的條件下，由于粉煤灰顆粒成球狀并具有“滾珠效應(yīng)”，可以起到顯著改善混凝土和易性的效能。若保持混凝土拌合物原有的流動(dòng)性不變，則可減少單位用水量，從而提高混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度。由此可見，在混凝土中摻入適量的粉煤灰，不僅可以滿足混凝土的和易性，還可以降低水化熱。

2．1．3 摻加外加劑。在混凝土工程通常摻入一定的外加劑，一般可在混凝土中加入粉煤灰或木質(zhì)素磺酸鈣減水劑，如在混凝土中按水泥重量的0.25%摻減水劑，可減少10%左右的水泥。在降低混凝土成本同時(shí)，也大大改善了混凝土的性能。一方面，由于外摻劑取代了部分水泥的溫差，有利于防裂；另一方面，這種減水劑可以緩凝，在混凝土中可以避免冷接縫，提高工作性及流動(dòng)性，有利于泵送。

2．2采用合理澆注和養(yǎng)護(hù)措施

2．2．1澆注要點(diǎn)。混凝土的澆注，應(yīng)根據(jù)整體連續(xù)澆注的要求，結(jié)合構(gòu)件尺寸的大小等具體情況選用全面分層法、分段分層法、斜面分層法等方法。還要遵循混凝土施工中已經(jīng)形成的“分段定點(diǎn)，一個(gè)坡度，薄層澆注，循序漸進(jìn)，一次到頂”的原則。澆注溫度宜控制在25度以下。因此，必須合理安排施工時(shí)間，盡量避免在高溫時(shí)段進(jìn)行混凝土澆注。同時(shí)要盡量加快施工速度、縮短澆注時(shí)間，盡量降低混凝土的澆注溫度，減少結(jié)構(gòu)物的內(nèi)外溫差，并延長(zhǎng)混凝土的初疑時(shí)間。

2．2．2 養(yǎng)護(hù)措施。在每次混凝土澆注完畢后，應(yīng)及時(shí)按溫控技術(shù)措施的要求進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。不同施工季節(jié)應(yīng)選擇不同的混凝土養(yǎng)護(hù)方法。夏季施工時(shí)，要采用草簾覆蓋、蓄水、灑水、噴水等降溫方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；正常氣溫時(shí)，可噴刷養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)；冬季施工時(shí)，可使用薄膜養(yǎng)生液、塑料薄膜等封閉料對(duì)混凝土保溫、保濕，在寒冷季節(jié)可搭設(shè)擋風(fēng)保溫棚。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，混凝土的物理力學(xué)性質(zhì)決定了混凝土溫度裂縫是不可以避免的，必須從原材料、施工、設(shè)計(jì)等方面實(shí)施質(zhì)量控制，才能最大限度地預(yù)防和控制裂縫的產(chǎn)生，使混凝土結(jié)構(gòu)工程更趨于合理、安全。避免混凝土裂縫給工程和建筑物帶來(lái)不必要的損失。