淺談混凝土結(jié)構(gòu)施工中裂縫控制

邵永生

關(guān) 鍵 詞：混凝土，裂縫，施工

摘要：混凝土的裂縫問題是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問題，本文對(duì)混凝土工程中常見的一些裂縫問題進(jìn)行了探討分析，并針對(duì)具體情況提出了一些預(yù)防、處理措施。

正 文：

眾所周知，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一種耐久性較好的結(jié)構(gòu)體系，但是由于混凝土的均質(zhì)性較差，抗拉強(qiáng)度較低，又有膨脹收縮、徐變等特性，加之在實(shí)際工程中，往往由于施工過程控制不嚴(yán)、設(shè)計(jì)考慮不周、使用不當(dāng)?shù)仍颍率够炷两Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的裂縫，給結(jié)構(gòu)造成一定的損傷，影響建筑物的正常使用，有些裂縫則危及結(jié)構(gòu)的安全，甚至造成建筑物的嚴(yán)重破壞或倒塌。防止和減輕混凝土裂縫對(duì)建筑物的損害，正確“診斷”混凝土裂縫形成的原因，提出切實(shí)有效的“防治”方法，是至關(guān)重要的。下面一起來分析混凝土裂縫的形成原因：

一、混凝土裂縫類型

1、沉陷裂縫

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因?yàn)槟０鍎偠炔蛔?，模板支撐間距過大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

2、溫差裂縫

混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(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，使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差，這些溫差造成內(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)生收縮，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內(nèi)產(chǎn)生。

溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫?？v橫交錯(cuò)；梁板類長度尺寸較大的結(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)，而冷縮裂縫的粗細(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。

3、干縮裂縫

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會(huì)產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。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，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，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)力而產(chǎn)生裂縫。相對(duì)濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫，寬度多在0.05~0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。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等?；炷粮煽s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、外加劑的用量等有關(guān)。

混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中常見的裂縫有十幾種類型，但其特點(diǎn)和形成規(guī)律各不相同，在實(shí)際工程中，往往裂縫形成的原因是多種因素造成的，因此分清主次因素，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因給出科學(xué)正確的“診斷”，對(duì)于防止混凝土結(jié)構(gòu)裂縫才是至關(guān)重要的，才能對(duì)癥下藥，減少或避免有害裂縫的發(fā)生。下面一起探討裂縫的的控制。

二、控制措施

混凝土有裂縫是絕對(duì)的，無裂縫是相對(duì)的?；炷恋牧芽p一般都發(fā)生在早期，所產(chǎn)生的裂縫主要是塑性收縮裂縫、沉降裂縫及收縮裂縫，而在后期所產(chǎn)生的裂縫與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料的應(yīng)用有關(guān)。大部分混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因是由于變形作用引起的，而變形作用包括溫度、濕度及不均勻沉降等。

由于混凝土自身所具有的一些特點(diǎn)，從原材料到施工工藝等諸多因素都會(huì)對(duì)混凝土發(fā)生直接的影響，所以控制混凝土的裂縫應(yīng)綜合從各個(gè)方面綜合考慮，把好可能對(duì)其發(fā)生影響的各道關(guān)，主要有以下4個(gè)方面。

1、混凝土的配合比設(shè)計(jì)

為有效控制和預(yù)防混凝土裂縫的發(fā)生，應(yīng)根據(jù)工程所處條件，對(duì)砂率、水灰比、水泥用量及摻和料用量等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇最優(yōu)方案。

適當(dāng)砂率的選擇對(duì)控制混凝土的裂縫有積極作用?；炷恋母稍锸湛s隨砂率的增大而增大。對(duì)泵送混凝土來說，過高的砂率不僅不能增加混凝土的泵送性能，反而由于混凝土變得粘稠其內(nèi)摩擦阻力的增大導(dǎo)致混凝土的擴(kuò)展性能下降，流動(dòng)性也下降；同時(shí)在結(jié)構(gòu)表層也容易產(chǎn)生較厚的砂漿層，這對(duì)混凝土的抗裂是不利的，所以用于頂板的預(yù)拌混凝土，其砂率應(yīng)根據(jù)泵送高度、泵程以及混凝土標(biāo)號(hào)等條件考慮，以38-42%為宜。而且由于砂率減小使粗骨料含量增大，在相同條件下混凝土的彈性模量較高，收縮量較小，而且由于粗骨料對(duì)收縮的約束作用，可減少開裂的可能。

水泥漿體失去水分時(shí)所引起的自身收縮及塑性收縮對(duì)混凝土的裂縫有影響。混凝土中水泥用量的增加、用水量的增大使水泥漿體積增大，會(huì)使混凝土的干縮增大，從而引起混凝土干縮裂縫及塑性收縮裂縫。在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在滿足強(qiáng)度要求的前提下，應(yīng)選擇最佳的水泥用量，選用水化熱和收縮小的水泥（如礦渣水泥），可有效地減少混凝土的裂縫。

2、坍落度

預(yù)拌混凝土一般都要求有較大的坍落度。對(duì)預(yù)拌混凝土來說由于坍落度大而導(dǎo)致的混凝土裂縫是其無法從自身克服的缺陷。流動(dòng)性大的混凝土其相對(duì)沉縮變形幾乎超過普通混凝土干縮變形的30-60倍，是十分可觀的。如果混凝土混合料過稀，坍落度過大，混凝土沉陷量會(huì)很高，同時(shí)由于水灰比的增大，導(dǎo)致混凝土收縮的增大，使混凝土產(chǎn)生沉陷裂縫及收縮裂縫。

特別是在夏季澆筑混凝土，混凝土的坍落度損失較大，有的施工單位為了片面追求施工的方便，往往使混凝土的出機(jī)坍落度比設(shè)計(jì)增大很多，甚至往混凝土中任意加水，這些做法不僅使混凝土的性能劣化，而且由于坍落度增大會(huì)使混凝土的塑性收縮增大，在搗棒的作用下，空氣與水滯留在鋼筋與粗骨料下方，澆筑后的混凝土表面有很厚一層稀漿層，其內(nèi)部疏松，水灰比高于下部混凝土，并可能引起鋼筋上部的混凝土開裂。所以施工中應(yīng)使混凝土的坍落度盡可能小，一般只需要滿足泵送需要?jiǎng)t可，并嚴(yán)禁澆筑過程中往混凝土中任意加水及外加劑。

3、控制溫度

（1）采用改善骨料級(jí)配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；

（2）拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；

（3）熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；

（4）在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫；

（5）規(guī)定合理的拆模時(shí)間，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度；

（6）施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施；

4、養(yǎng)護(hù)

不同的養(yǎng)護(hù)可使結(jié)構(gòu)的抗裂能力成倍地變化，不當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)會(huì)造成強(qiáng)度損失，充分的養(yǎng)護(hù)是保證混凝土不致裂縫的必要條件。梁板結(jié)構(gòu)由于暴露面積較大，良好的供濕養(yǎng)護(hù)是非常重要的。對(duì)養(yǎng)護(hù)不良的混凝土梁板結(jié)構(gòu)，除會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度之外，還會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生表面裂縫。

在炎熱季節(jié)施工，頂板在澆筑后常出現(xiàn)一些沿著鋼筋的裂縫，這些裂縫寬度不大，分布主要沿著鋼筋方向。分析其原因是由于在夏季施工時(shí)，由于氣溫較高，尤其在陽光直射下，新澆筑混凝土的失水很快，較大濕度梯度而引起的差異收縮是引起裂縫的主要原因。為此應(yīng)避免在強(qiáng)烈的陽光下澆筑混凝土，如條件不允許，應(yīng)做好表面的覆蓋，并在混凝土終凝之后，即開始澆水養(yǎng)護(hù)，對(duì)粉煤灰混凝土更應(yīng)加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)。

三、結(jié)束語

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。

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