淺析混凝土施工裂縫成因及控制措施

摘要：在現(xiàn)代工程中，大體積混凝土的施工技術既復雜又具有嚴格要求，在整個過程中對施工溫度控制具有非常重要的意義。本文主要論述了建筑工程中混凝土結構中裂縫通病，施工中的裂縫將影響到結構的穩(wěn)定，筆者根據(jù)多年來的工作經(jīng)驗和相關知識對混凝土施工裂縫成因和相關措施進行了研究論述。

關鍵詞：混凝土施工 裂縫成因 控制措施

近年來隨著國家經(jīng)濟的迅速發(fā)展，混凝土的應用在現(xiàn)代化建設中可以說占據(jù)著舉足輕重的位置。在現(xiàn)代的民用建筑工程中，大體積的混凝土施工越來越普遍?；炷亮芽p是建筑工程中最常見的通病，混凝土的施工質量一直受到裂縫的嚴重影響著。所以，在混凝土生產以及施工過程中要有針對性地采取預防措施，盡可能使結構盡量不出現(xiàn)裂縫，本文將對施工中混凝土裂縫的成因，控制和處理措施做進一步的研究探討。

1 混凝土結構裂縫危害及其成因

由于墻體混凝土相對梁板部位混凝土的暴露面積要小，水分蒸發(fā)的速度相對要緩慢得多，所以因養(yǎng)護等原因而引起的裂縫較少，墻板結構發(fā)生的裂縫主要有：溫度裂縫、收縮裂縫、分層縫、冷縫等。

1.1 混凝土結構裂縫的影響

1.1.1 對安全性的影響。在裝修中，由于地面增加了很多設計者沒有考慮的荷載時，受彎構件的樓板，盡管受彎區(qū)允許有寬度在一定范圍內的裂縫存在，但是結構承載力中裂縫的危害我們必須重視。

1.1.2 對防水性的影響。住房當然是不能漏水的，所以在具有防水作用建筑的混凝土產生了裂縫，直接的影響是滲漏，這對住戶來說是個大問題。另外，對整個建筑結構的安全性來說也是個挑戰(zhàn)，所以混凝土的質量和澆灌技術在這里也很重要。

1.1.3 對耐久性的影響。若出現(xiàn)裂縫，自然而然結構中的金屬部件會暴露出來，除了受到空氣的氧化意外，還要受到污染的酸性雨水的侵蝕，這樣就使鋼筋銹蝕的發(fā)生幾率增大了。另外，堿集料反應產生的堿-硅酸鹽凝膠，吸水后會產生膨脹，體積可增大3~4倍，從而混凝土的剝落、開裂、強度降低，甚至導致破壞。不過這些對建筑物的破壞作用進行的時間較長，所以除了受混凝土自身材料問題的影響之外，裂縫還是一個較大的的影響因素。

1.2 導致混凝土結構裂縫的幾個因素

1.2.1 施工材料因素。①干燥收縮。相關的數(shù)據(jù)表明，水泥加水后得到的硬化體將減小水泥的體積。因為毛細孔縫中水溢出產生的毛細壓力將會收縮混凝土。研究發(fā)現(xiàn)按照這個方式，不一樣的混泥土具有不一樣的干縮值：水泥砂漿的干縮值為0.1%~0.2%；混凝土的干縮值為0.04%~0.06%；泵送流態(tài)混凝土收縮值約為0.06%~8%。而混凝土常?？赡艹霈F(xiàn)干縮裂縫的現(xiàn)象，因為其極限拉伸值只有0.01%~0.02%。②溫度收縮。由于混凝土水泥用量增多，水泥的水化熱為165~250J/g，其絕熱溫升可達50~80e。研究證明，當混凝土內外溫差10e時，冷縮值εc=ΔT·αA=10×1×10-5=0.01%，如溫差為20~30e時，其冷縮值為0.02%~0.03%，當超過混凝土極限拉伸值時混凝土會開裂。③自生收縮。所謂的自干燥就是由于水的遷移而引起的，但是它不是因為水往外散失，而是因為水泥水化時消耗水分造成的凝結孔的頁面下降所形成的彎月面，產生自干燥作用，從而導致混凝土的相對濕度降低而自身收縮，水灰比對自身收縮比較大，通常，當水灰比大于0.5時，它自干燥作用和自身收縮與干縮相比小的可以忽略。但是，當水灰比小于0.35時，混凝土體的相對濕度會很快降低，自身收縮于干縮就差不多各占一半了。④混凝土后期膨脹裂縫。造成混凝土后期出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象的原因有：a.水泥中游離很多的氧化鈣，加水之后產生的氫氧化鈣會導致體積膨脹；b.水泥中具有很多的氧化鎂，加水之后氫氧化鎂體積增加；c.水泥和外加劑都具有很高的堿含量，當它與集料中活性硅等發(fā)生堿集料反應，化學反應之后導致混泥土體積增加；d.混凝土在溫度比較高的情況下，鈣礬石將會分解，接下來置于在常溫下形成的鈣礬石將產生膨脹破壞。

1.2.2 建筑設計結構問題。鋼筋混凝土結構的極限狀態(tài)的承載力是靠鋼筋和混凝土兩者共同來承擔，如何荷載裂縫得到很好的控制就必須對地基進行實況考察，分析利用環(huán)境因素，增強結構的耐久性等方面著手。按照國內外相應的規(guī)定，分析出結構變形作用引起的裂縫問題可以分為以下主要的兩種：首先，驗算裂縫不具備明文規(guī)定的情況下，如何設計將由設計員自己決定，這時候的設計規(guī)范是根據(jù)需要改變的。其次，按照明文規(guī)定的相關設計規(guī)范，荷載裂縫具有相關的計算公式而且嚴格的控制了允許寬度。如果施工人員沒有周全的的考慮清楚結構變形裂縫控制，也可能會造成結構裂縫增多。

1.2.3 施工工藝問題。在鋼筋混凝土結構在澆筑、起模、構件制作、堆放運輸、拼裝及吊裝的時候，只有進行有效的，符合實際的施工工藝才能確保施工的質量，避免產出現(xiàn)各種形式裂縫的情況。裂縫的樣子是由于某個工藝出了問題，所以可以通過裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫的寬度來鑒定。

1.2.4 施工管理問題。施工的過程中，許多的因素將導致混凝土的質量降低而且收縮變形：混凝土的配合比例不合適，水泥與外加劑無法相匹配，沒有達到標準要求的砂石級配及其含泥量，以及混凝土坍落度沒有得到有效的控制等。施工中要求混凝土澆筑振搗均勻和密實，因為如果澆筑振搗過薄或者施工縫和細部處理馬虎，則可能會使得混泥土結構開裂;而過度振搗則使浮漿過厚，抹壓不及時， 則會使得混凝土表面產生塑性裂縫。邊墻拆模過早(1~ 2d)，混凝土內外溫差最大化從而使得混凝土裂縫。在施工中，混凝土的養(yǎng)護也不可忽視，。特別是對可能出現(xiàn)收縮裂縫的墻體和柱梁，要實時的做好保溫保濕養(yǎng)護工作。大部分的露天構筑物通常受風吹日曬，混凝土的水分容易被風干，干縮速度也很快及其可能造成早期表面裂縫。

1.2.5 工作人員缺乏維護認識問題。據(jù)了解，荷載問題，環(huán)境溫度和風速引起的收縮變形將會使得許多年鋼筋混凝土結構在短時間內出現(xiàn)裂縫。加強鋼筋混凝土已澆結構的保溫保濕及其重要，實時對地下室進行覆土；按時的封閉好上部結構；出入口不能長期敞開，做好屋面受破壞防水層的修繕工作。維護工作的及時有效的進行要求施工者和業(yè)主要熟悉并了解相關的知識。

2 混凝土裂縫問題控制措施

2.1 溫度的合理控制及相關防止裂縫的措施。整個綜合體施工過程中，為了盡量避免裂縫的產生和減小深度裂縫的產生，考慮當時氣候情況，平均氣溫約為30度左右，施工方采取了以下相關措施：①施工材料的改善，采用干硬性混凝土，加引氣劑或塑化劑，及摻混合料等措施改善骨料級配以減少混凝土中的水泥用量。②降低混凝土的澆筑溫度，通過在拌合水泥混凝土材料時加水或用水將碎石冷卻。③澆筑層面散熱，為了減少散熱，可以減少澆筑厚度。④盡量降溫，控制在一定的溫度內，是有效的措施，所以施工過程中可在混凝土中埋設水管通入冷水降溫。⑤拆模時間的合理控制，通過規(guī)定合理的拆模時間，對混凝土的表面進行保溫，以免在拆模過程中混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當大的拉應力，此時表面溫度亦較氣溫為高，此時拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應力，與水化熱應力迭加，再加上混凝土干縮，表面的拉應力達到很大的數(shù)值，就有導致裂縫的危險。⑥對于施工中如有長期暴露的澆筑塊表面，也將采取一定的合理降溫措施來保證溫度的控制，減少裂縫產生。如果在拆除模板后及時在表面覆蓋輕型保溫材料，如泡沫海棉等，對于防止混凝土表面產生過大的拉應力，具有顯著的效果。

2.2 對大體積混凝土進行早期養(yǎng)護防止裂縫。除了對溫度的合理控制及相關防止裂縫的措施，從溫度應力觀點出發(fā)，也可以對其進行早期養(yǎng)護，進行保溫，防止裂縫，如防止混凝土內外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。對其進行早期養(yǎng)護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。防止混凝土過熱，應該盡量設法使混凝土的施工期最高溫度不高于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。

2.3 合理使用一定的外加劑減少開裂。為保證混凝土工程質量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25％。另外一個混凝土收縮率的重要因素是水泥用量的多少，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15％的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少沉縮變形，提高水泥漿與骨料的粘結力，提高混凝土抗裂性能。由于混凝土在收縮時受到約束產生拉應力，當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強度，大幅提高混凝土的抗裂性能。