夏季施工混凝土裂縫成因分析與防治

崔發(fā)乾　王　輝

摘要：在混凝土施工過程中，由于多種因素影響，經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。文章分析了夏季施工中混凝土裂縫的原因，并提出了防治措施。

關(guān)鍵詞：混凝土裂縫；收縮裂縫；表面裂縫

中圖分類號：U445文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）12-0102-02

在混凝土施工過程中，剛澆筑完成的混凝土表面不能被覆蓋而裸露在大氣中，由于種種原因，其表面往往在開始養(yǎng)護(hù)之前就產(chǎn)生裂縫，特別是夏季施工，具有較大水平表面的混凝土，裂縫產(chǎn)生更為突出，如夏季施工的水泥混凝土路面、水泥混凝土橋面和橋面鋪裝等，均出現(xiàn)了不同程度的養(yǎng)生前裂縫。針對這一現(xiàn)象，本文根據(jù)這類混凝土夏季施工的特點，提出了一些簡便易行的夏季施工裂縫防治措施。

一、大面積混凝土夏季施工主要特點

1．天氣炎熱、氣溫高。

2．混凝土的組成材料溫度高：由于氣溫、陽光照射，用于組成混凝土混合物的砂、石材料溫度較高；新出廠水泥，往往溫度高，由于氣候炎熱，水泥中的熱量不易散發(fā)，加上太陽照射等因素的影響，使得水泥的溫度較高，某些水泥的溫度可高達(dá)70℃。

3．混凝土基礎(chǔ)或模板等支承物的溫度高。

4．裸露面大，受環(huán)境影響大。

5．氣候多變。

二、混凝土表面產(chǎn)生裂縫的主要原因

1．表面水分蒸發(fā)率大，造成新澆混凝土表面失水，形成塑性并收縮，混凝土表面失水而塑性收縮是裂縫產(chǎn)生的主要原因。當(dāng)混凝土表面蒸發(fā)率大于1kg／m².h時，其表面就容易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。氣溫、混凝土混合料的溫度、空氣的相對濕度以及風(fēng)速是影響混凝土表面水分蒸發(fā)的主要因素?；炷磷陨淼臏囟仍礁?，空氣相對濕度越小，風(fēng)速越大，混凝土表面水分蒸發(fā)率越大，夏季由于氣溫較高，使得混凝土中的水泥水化熱在較短時間內(nèi)產(chǎn)生，促進(jìn)了早期混凝土溫度的提升。有關(guān)資料表明，當(dāng)氣溫為14℃時，混凝土拌和后的第1個24h產(chǎn)生全部水化熱的43％；當(dāng)氣溫為30℃時，混凝土拌和后的第1個24h產(chǎn)生全部水化熱的62.5％。而粗、細(xì)集料和水泥自身的高溫一方面使早期混凝土溫度較高，另一方面，使得水泥水化熱更為集中，而環(huán)境的高溫使混凝土中的熱量不易散發(fā)，因而混凝土的整體溫度較其他季節(jié)施工的混凝土溫度高出很多。

高溫度的混凝土在夏季干燥風(fēng)的影響下，加大了表面的水分蒸發(fā)率，使得表面迅速失水而產(chǎn)生嚴(yán)重的塑性收縮，而其內(nèi)部的高溫促進(jìn)了水泥水化及混凝土硬化的快速進(jìn)行。在表面嚴(yán)重塑性收縮和內(nèi)部約束的共同作用下，造成了混凝土表面塑性收縮裂縫的產(chǎn)生。

水分蒸發(fā)不僅造成表面裂縫。而且由于失水，使得混凝土表面水泥水化水不足，影響表面混凝土硬化和強(qiáng)度增長。

2．混凝土斷面溫度差異使表面產(chǎn)生熱裂縫?；炷猎谙募臼┕ぶ?，由于基礎(chǔ)或模板受到太陽的暴曬等作用，溫度高于環(huán)境氣溫。其高度使得與其相鄰部位混凝土中的水泥水化速度及水化熱產(chǎn)生的速度大于表面，造成表面與內(nèi)部混凝土的溫差加大，當(dāng)表面溫度與內(nèi)部溫度的差異超過15℃時，就容易產(chǎn)生表面熱裂縫?；A(chǔ)或模板受到高溫混凝土的影響，也容易產(chǎn)生膨脹變形，而大表面混凝土一般厚度較小，下部膨脹變形對表面混凝土收縮產(chǎn)生反向約束，使其拉應(yīng)力加大，對表面裂縫的產(chǎn)生造成不利的影響。

3．高溫對混凝土微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響。一般認(rèn)為，當(dāng)混凝土溫度在50℃之下時，基微觀結(jié)構(gòu)變化可以忽略不計，當(dāng)混凝土溫度在70℃以上時，其微觀結(jié)構(gòu)的變化認(rèn)為是不利的，大體積混凝土的高溫影響往往被忽略，在夏季施工的一般混凝土構(gòu)造物，由于氣溫、材料溫度、模板或基礎(chǔ)溫度以及水泥水化熱集中釋放的影響，造成的溫升往往會使其溫度超過不利的最高溫度，由于早期混凝土抗變形能力小，混凝土微觀結(jié)構(gòu)的變化不僅影響混凝土的整體強(qiáng)度，而且容易在表面形成熱裂縫。

由于夏季施工氣候多變，如突然降雨等，會使氣溫突然下降，混凝土表面溫度的突然下降會使表面產(chǎn)生溫度收縮而生產(chǎn)表面溫縮裂縫。

4．施工中水泥用量和水灰比加大增加了混凝土塑性收縮變形。夏季施工在拌和、運輸?shù)冗^程中由于蒸發(fā)等因素的影響，容易造成混凝土混合料失水而使其和易性降低。因此，在施工中容易加大水泥用量和水灰比來提高混凝土的和易性，而水泥用量和水灰比的加大更容易造成收縮，當(dāng)收縮受到約束時，就容易形成裂縫。

5．在高溫下施工硬化的混凝土，形成固體的溫度確定了混凝土的基長，當(dāng)整體冷卻時，就從這個長度和溫度開始收縮，極易產(chǎn)生整體溫度收縮裂縫，如產(chǎn)生路面斷板等。

三、防治措施

1．選擇適宜的養(yǎng)護(hù)方法，盡早開始養(yǎng)護(hù)。盡早開始養(yǎng)護(hù)并保持混凝土表面濕潤，可以防止蒸發(fā)，減少收縮，保障混凝土表面水化順利進(jìn)行。對采用各種養(yǎng)護(hù)的新澆混凝土，爭取在混凝土表面整形完成后和表面水膜消失前即開始養(yǎng)生，但養(yǎng)生時一般不能污染或損傷混凝土已成型表面，因此必須選擇適宜的養(yǎng)護(hù)方法及最佳的養(yǎng)護(hù)開始時間。

2．增大空氣相對濕度。增大空氣相對濕度可以有效降低混凝土表面水分蒸發(fā)率，在新澆混凝土上風(fēng)向或周圍采用噴水霧的辦法來增加空氣的相對濕度，是一種簡便易行、費用低廉的有效措施。簡易的噴霧的辦法可以用帶針孔的塑料軟管架設(shè)在新澆混凝土工地四周或上風(fēng)向，通過注入一定水壓的水使其形成針孔噴霧。也可以在還沒有初凝的混凝土表面覆蓋塑料薄膜，防止因大風(fēng)、混凝土自身蒸發(fā)，造成的水分流失。

3．降低混凝土溫度。降低混凝土溫度可以有效減少混凝土表面水分蒸發(fā)而造成的塑性收縮，防止熱裂縫的產(chǎn)生，同時可以降低硬化混凝土的溫度，減少混凝土由于溫度收縮而產(chǎn)生收縮裂縫的可能性。降溫可采用以下辦法：（1）用搭棚遮蓋等措施使新澆混凝土免受陽光直接照射，降低混凝土表面的環(huán)境溫度；（2）對混凝土的各種組成材料進(jìn)行降溫，控制混凝土新拌合物的溫度在32℃以下。

4．夜間或早晨施工。夜間和早晨氣溫較低，基礎(chǔ)或模板的溫度也較低，因此，可以有效降低混凝土溫度和混凝土表面水分蒸發(fā)率。

5．控制集料含泥量。黏土的收縮遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水泥石的收縮，集料中含有小量的某些黏土?xí)鸹炷恋母呤湛s性而引起開裂，因此，夏季施工更應(yīng)嚴(yán)格控制集料的含泥量。

6．優(yōu)化混凝土配合比設(shè)。設(shè)計通過優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計，選用級配良好的大粒徑集料，減少水泥用量，減小水灰比或摻加能減小收縮、防止開裂的材料或外加劑等，可以有效地減少水泥混凝土塑性收縮和干縮，提高混凝土的抗裂性能。

四、結(jié)語

混凝土早期裂縫產(chǎn)生的原因復(fù)雜多樣，各地的主要影響因素也不盡相同，對混凝土構(gòu)筑物的危害也輕重不同。因此，加強(qiáng)對混凝土早期裂縫產(chǎn)生原因分析及防治措施的研究，因地制宜，找出適合于當(dāng)?shù)靥攸c和工程特點的防治措施，是減少混凝土產(chǎn)生早期裂縫的有效途徑。

作者簡介：崔發(fā)乾，男，河南省第一建筑集團(tuán)有限責(zé)任公司助理工程師，項目副經(jīng)理，研究方向：項目生產(chǎn)技術(shù)施工管理；王輝，男，河南省第一建筑集團(tuán)有限責(zé)任公司助理工程師，項目副經(jīng)理，研究方向：項目生產(chǎn)技術(shù)施工管理。