試析工民建工程施工中混凝土裂縫的控制

王志燕

(洪洞縣住建局，山西臨汾 041600)

0 引言

在日常生活中和實(shí)際工程施工中，裂縫這一現(xiàn)象都普遍存在，它既影響了建筑物的美觀，又影響了建筑物整體的抗壓能力，嚴(yán)重破壞了建筑物的質(zhì)量，容易造成居民和施工者的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。

1 混凝土裂縫的結(jié)構(gòu)和種類

1．1 混凝土裂縫的結(jié)構(gòu)

混凝土本身就是一種具有不均勻性和脆弱性的材料，通過人工的攪拌才能變得堅(jiān)硬、成型?；炷恋慕Y(jié)構(gòu)存在著很多小裂縫和小孔，再加上施工的變形，使得變硬、成型的混凝土容易產(chǎn)生裂縫?；炷两Y(jié)構(gòu)中的小裂縫和小孔對裂縫是沒有任何影響的，但在施工承載后，伴隨著早晚溫度的變化，就會(huì)使小裂縫和小孔聯(lián)系融合到一起，形成大的裂縫，而這些大的裂縫會(huì)破壞材料質(zhì)量、降低材料的抗壓能力，嚴(yán)重縮短了建筑物的壽命。

國家明文規(guī)定顯示出，在一些條件下混凝土是可以存在一定范圍內(nèi)的裂縫的，而混凝土的實(shí)際操作也明確指出，混凝土裂縫是避免不了的，所以在工程施工中混凝土是可以存在裂縫工作的。

1．2 混凝土裂縫的種類

混凝土裂縫在工程施工中有很多種類，比較常見的有干縮裂縫、沉陷裂縫、塑性收縮裂縫、溫度裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫這五種。

干縮裂縫只出現(xiàn)在兩種情況下，一種是混凝土結(jié)構(gòu)成型后的第7天，另一種是對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理完工時(shí)。干縮裂縫的產(chǎn)生是因?yàn)樗嗬锩娴纳皾{水分慢慢減少，使混凝土整體隨著水分的流失而漸漸縮小。又因?yàn)楦煽s裂縫的表面是由網(wǎng)狀裂縫和平行裂縫所組成的，所以這種裂縫一旦產(chǎn)生便不可逆轉(zhuǎn)、恢復(fù)不了。干縮裂縫的大小和砂漿水分的流失成正比，也就是說水分流失的越多，裂縫就越寬，但一般在0．05 mm～0．2 mm之間。此外，混凝土的比例、水泥的數(shù)量、水泥的結(jié)構(gòu)、建筑材料的性質(zhì)和建筑添加劑等都是造成干縮裂縫產(chǎn)生的罪魁禍?zhǔn)祝?，在工程施工時(shí)要多多注意這幾種材料和設(shè)備。

沉陷裂縫常見的產(chǎn)生原因是因?yàn)榻ㄖ诘赝临|(zhì)比較松軟、密度不均勻或者回填坑的土沒有壓實(shí)、被水浸泡，此外還有鋼板硬度不夠、距離過大等一些設(shè)備的問題。沉陷裂縫常出現(xiàn)于冬季，因?yàn)槎緯?huì)使土地上凍，在融化過后會(huì)產(chǎn)生土質(zhì)密度不均勻，從而導(dǎo)致混凝土裂縫的出現(xiàn)。

塑性收縮裂縫就是一種縮小的現(xiàn)象，它是因?yàn)榛炷猎谀痰臅r(shí)候，其表面水分流失的速度過快而導(dǎo)致的。塑性收縮裂縫常出現(xiàn)于干熱的天氣或者大風(fēng)的天氣?；炷猎谀Y(jié)成固體時(shí)，強(qiáng)度較小，當(dāng)受到溫度的突然變化或者大風(fēng)的突然變化時(shí)，就使混凝土表面的水分在較短的時(shí)間內(nèi)迅速流失，從而造成混凝土整體的面積迅速縮小。因?yàn)檫@種現(xiàn)象出現(xiàn)的太過突然，而混凝土本身的硬度沒有辦法對抗這種收縮，所以就造成了塑性收縮裂縫中間大、兩邊小且長度不一樣的現(xiàn)象發(fā)生。此外，混凝土的比例、溫度的差值、風(fēng)力的大小、空氣的濕度和凝固時(shí)間等都是造成干縮裂縫產(chǎn)生的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

溫度裂縫的產(chǎn)生是因?yàn)榛炷恋目箖瞿芰Α⒒炷恋目垢g能力、混凝土的碳化和混凝土的抗壓能力都大幅地下降。再加上溫度裂縫表面上有許多不規(guī)則的裂縫，所以溫度裂縫的走向是雜亂無章的，它經(jīng)常發(fā)生在溫差值比較大的混凝土和面積比較大的混凝土。溫度裂縫的寬度和當(dāng)?shù)販囟戎档拇笮〕烧龋簿褪钦f，溫度越低其寬度越小，溫度越高其寬度越大。

鋼筋銹蝕引起的裂縫所產(chǎn)生的原因是，工程施工時(shí)對混凝土的澆筑和振搗既不科學(xué)又不合理，或者建筑鋼筋的保護(hù)層太薄，不能隔離一些有害物質(zhì)，讓這些物質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)，使鋼筋遭到銹蝕，造成鋼筋的總體面積大幅膨脹，最終出現(xiàn)了裂縫。鋼筋銹蝕引起的裂縫多出現(xiàn)于鋼筋沿線位置，主要表現(xiàn)為垂直縱方向的裂縫。

混凝土裂縫除了上述原因之外還存在化學(xué)原因，化學(xué)原因產(chǎn)生的裂縫是因?yàn)榛炷翑嚢柚械幕钚噪x子和堿性離子相碰撞之后，開始吸收水分，從而導(dǎo)致混凝土面積膨脹，最終引起裂縫?；瘜W(xué)原因裂縫的缺點(diǎn)是補(bǔ)救非常困難，所以在實(shí)踐應(yīng)用中，要盡量避免化學(xué)裂縫。

2 混凝土裂縫的預(yù)防措施和處理方法

2．1 混凝土裂縫的預(yù)防措施

混凝土裂縫的預(yù)防措施分成三個(gè)大方面，分別是工程設(shè)計(jì)方面、工程施工方面和混凝土比例方面。

在工程設(shè)計(jì)方面要注意:

1)在應(yīng)力容易集中產(chǎn)生的地方加強(qiáng)管理措施，要堅(jiān)決制止混凝土結(jié)構(gòu)斷面發(fā)生突變而引起的應(yīng)力集中。

2)在混凝土中加入膨脹劑，防止因?yàn)榛炷恋目s小而產(chǎn)生的干縮裂縫。

3)在混凝土的四周邊緣加固整體結(jié)構(gòu)和加設(shè)暗梁，提升邊緣的回彈性，防止混凝土在大幅度拉伸時(shí)產(chǎn)生裂縫。

4)在工程施工設(shè)計(jì)時(shí)，要提前加入所有外部環(huán)境因素，使設(shè)計(jì)合理、后澆縫合理。在沒有外部環(huán)境的干擾下，后澆縫的距離必須在20 m～30 m之間，并且停留不能小于60 d。在有外部環(huán)境的干擾下，需要根據(jù)工程施工的具體情況來對設(shè)計(jì)作出合理的變更。

5)在選擇構(gòu)件配筋時(shí)要合理，采用直徑小、間距小的構(gòu)件配筋，并且截面的配筋率要在0．3%～0．5%之間，這樣的構(gòu)件配筋抗裂性才比較高。

在工程施工方面要注意水泥、骨料和添加劑。水泥一般是選擇中熱和低熱兩種，這樣既可以保證水泥的性能充分發(fā)揮，又可以降低水泥的細(xì)度和用量，并在工程施工中使水泥的水化熱現(xiàn)象延緩出現(xiàn)，有效降低了生產(chǎn)時(shí)所釋放的熱量和速度。骨料最好是根據(jù)工程要求來進(jìn)行選擇，要保證它的質(zhì)量合格、配置優(yōu)良、石子粒徑夠大。當(dāng)減少水泥的用水量和水泥的數(shù)量，可以有效扼制混凝土的收縮和混凝土的泌水，而增大粗砂石的粒徑和控制砂子的含量，可以有效減少干縮裂縫的出現(xiàn)。添加劑要注意摻料的比例，想要降低水化熱現(xiàn)象，就需要降低水泥的用量，因此可以在水泥里添加粉煤灰來實(shí)現(xiàn)，而想要降低出現(xiàn)水化熱現(xiàn)象的速度，就需要加強(qiáng)混凝土的硬度、提高水泥的水化率和增加混凝土的流動(dòng)性。

混凝土比例方面要注意減少水泥的數(shù)量和水泥的用水量，保證水灰的比例不能過高。在攪拌混凝土?xí)r，必須按照工程規(guī)定的原材料的準(zhǔn)確數(shù)量和準(zhǔn)確時(shí)間來進(jìn)行，嚴(yán)格控制混凝土在攪拌時(shí)的坍落弧度和溫度。分層澆筑時(shí)，要注意掌握振搗的力度均勻且大小合適，防止在施工建筑上留下施工縫。分層振搗時(shí)，要注意振搗的程度和振搗的力度，完成后一定要將表面壓實(shí)、抹平。在混凝土澆筑過程中要注意澆筑的時(shí)間和澆筑的質(zhì)量，并且在高溫下堅(jiān)決不能進(jìn)行澆筑。

2．2 混凝土裂縫的修補(bǔ)方法

混凝土裂縫常見的修補(bǔ)方法有表面修補(bǔ)法、結(jié)構(gòu)加固法、混凝土置換法、電化學(xué)防護(hù)法、整體處理法和化學(xué)灌漿、嵌縫封堵法。

表面修補(bǔ)法是目前比較簡單、容易實(shí)行的方法，適合結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定且不受承載力影響的混凝土裂縫。表面修補(bǔ)法先用環(huán)氧膠泥和水泥漿均勻的抹在裂縫上，等到材料晾干后，再對裂縫涂抹一層瀝青和油漆等具有防腐功能的材料，減少空氣中水分的入侵，然后再用一層玻璃纖維質(zhì)地的布粘在裂縫上，減少裂縫的持續(xù)的開裂，最后再把混凝土表面覆蓋一層細(xì)石或者砂漿。

結(jié)構(gòu)加固法適用于混凝土開裂比較大使其結(jié)構(gòu)受到影響的建筑，這種建筑一般都存在安全隱患，只能采取加固的方法來處理。結(jié)構(gòu)加固法是用粘貼鋼板或者外包型鋼材來進(jìn)行處理的，它還可以用增加支撐點(diǎn)的方法來處理。

混凝土置換法是，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞的時(shí)候，對破壞的材料需要進(jìn)行清掃和鏟除，再灑上水為其濕潤，然后再更換新的材料或者再刷一層材料，比較常用的材料為砂漿、混凝土和聚合物。

電化學(xué)防護(hù)法也稱之電化學(xué)防腐法，它主要的目的是對鋼筋防腐，并通過在介質(zhì)中的電場所形成的電化學(xué)現(xiàn)象，來改變鋼筋或者混凝土所在的四周環(huán)境，從而使鋼筋鈍化。電化學(xué)防護(hù)法最常用的方法是堿性復(fù)原法、陰極防護(hù)法和氯鹽提取法三種，這三種辦法統(tǒng)一的優(yōu)點(diǎn)是能長期的對鋼筋進(jìn)行防腐，并且在新舊建筑混凝土裂縫中都適用。

混凝土裂縫的形成原因不是單一的，而是多種原因綜合組成的，所以為了不影響整體的結(jié)構(gòu)，需要處理裂縫所產(chǎn)生的一系列原因。整體處理法主要是通過地基處理、傳力路徑改變和增加構(gòu)件等需要整體提升建筑的抗震性和抗裂性。對于已經(jīng)出現(xiàn)裂縫的建筑物，采取具體原因具體分析的處理方法。

化學(xué)灌漿、嵌縫封堵法的目的就是填充，是用填充物通過壓力注入到裂縫中去，使填充物和混凝土融為一體，阻止了鋼筋的腐蝕，加強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)。

3 實(shí)例分析

以山西省洪洞縣某一工程為例，該建筑地下室地板30 m×40 m×0．6 m，抗?jié)B系數(shù)為 S8，混凝土為C30，水灰比例為0．53%，所用水泥的數(shù)量為380 kg。施工方為了防止混凝土裂縫的出現(xiàn)制定了以下措施:在混凝土澆筑時(shí)，統(tǒng)一采用礦渣水泥425號，添加粉煤灰80 kg，以最慢的速度進(jìn)行澆筑，完工后馬上對其進(jìn)行覆蓋，覆蓋材料為草袋和塑料膜。在拆除模板時(shí)發(fā)現(xiàn)支座的側(cè)面出現(xiàn)裂縫，長度為0．26mm，這條裂縫使沿梁的交界面和墻的變截面所交匯之處變長。對該裂縫進(jìn)行分析得出，它是因?yàn)闇囟纫鸬母煽s裂縫，再加上建筑物本身的抗?jié)B性，所以用壓力灌漿的方法來補(bǔ)救。首先在裂縫中注入砂漿，然后對其進(jìn)行自然的晾曬，晾曬結(jié)束后，再檢查其硬度和質(zhì)量，一切都沒有問題才算合格，就可以認(rèn)定該工程沒有任何不良現(xiàn)象。

4 結(jié)語

通過上述的分析得出，混凝土裂縫現(xiàn)象是十分平常且避免不了的，它會(huì)造成居民的人身安全，也會(huì)使建筑物硬度、抗?jié)B性受到不良的影響。對于混凝土裂縫的產(chǎn)生只能采取科學(xué)方法進(jìn)行治理，把損失降到最低。

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