混凝土施工中非結(jié)構(gòu)裂縫的探討

孫樹增

【摘 要】目前建筑業(yè)己經(jīng)成為國家的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，在建筑工程中，混凝土裂縫現(xiàn)象時(shí)?？梢?，混凝土坍落度大、用水量多、水泥用量多、砂率大、凝結(jié)時(shí)間長等因素極易在混凝施工中出現(xiàn)裂縫，本文就發(fā)表下作者的觀念，供同行參考。

【關(guān)鍵詞】混凝土裂縫；技術(shù)施工；控制

在我國的建筑行業(yè)，混凝土施工技術(shù)中，混凝土裂縫現(xiàn)象時(shí)?？梢?，尤其是商品混凝土廣泛應(yīng)用以來，極易在混凝施工中出現(xiàn)裂縫。這些裂縫的存在，常常會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度及耐久性，對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害的影響?？s短了其使用壽命?；炷亮芽p的存在時(shí)常困擾著一些施工單位，弄不好還會(huì)引起官司，造成重大經(jīng)濟(jì)賠償。因此，本人根據(jù)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究及以往的施工經(jīng)驗(yàn)，談?wù)剬?duì)混凝土施工中產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)裂縫的一些體會(huì)。

1.混凝土裂縫的類型和產(chǎn)生原因

近年來預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)用范圍逐漸推廣到更多的結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，如大跨超長、超厚及超靜定框架結(jié)構(gòu)，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)必須提高至C50。在采用泵送條件下，其收縮與水化熱大大增加，約束應(yīng)力裂縫很難避免。張拉前開裂、張拉后又不閉合。裂縫控制的難度更加困難。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)裂縫允許寬度是嚴(yán)格的，預(yù)兆性較小，裂縫擴(kuò)展速度快。裂縫深度h與結(jié)構(gòu)厚度H的關(guān)系如下：h≤0.1 H表面裂縫；0.1H

應(yīng)當(dāng)盡量避免貫穿性及縱深裂縫。如出現(xiàn)該種裂縫應(yīng)采取化學(xué)灌漿處理來保證強(qiáng)度，即灌縫抗拉強(qiáng)度必須超過混凝土抗拉強(qiáng)度。早期裂縫一般出現(xiàn)在一個(gè)月之內(nèi)，中期裂縫約在6個(gè)月之內(nèi)，其后1～2年或更長時(shí)間屬于后期裂縫。

現(xiàn)場實(shí)際施工中，由于混凝土的組成材料和微觀構(gòu)造的不同以及所受外界影響的不同，混凝土產(chǎn)生裂縫的原因較為復(fù)雜。產(chǎn)生裂縫的原因主要有以下幾個(gè)方面：

（1）大體積混凝土水化熱引起的裂縫。大體積混凝土由于水泥在水化過程中產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度升高。當(dāng)混凝土塊體內(nèi)部的溫度與外界環(huán)境溫度相差很大，以致所形成的溫度應(yīng)力或溫度變形超過混凝土當(dāng)時(shí)的抗拉強(qiáng)度或極限拉伸值時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

（2）混凝土干縮引起的裂縫?；炷猎谟不^程中，由于干燥收縮會(huì)引起體積變化。當(dāng)這種體積變化受到約束時(shí)，如兩端固定梁或是高配筋率的梁，或是澆筑在老混凝土上或堅(jiān)硬巖基上的新混凝土，都可能產(chǎn)生這種裂縫。這種裂縫的寬度有時(shí)很大，甚至?xí)灤┱麄€(gè)構(gòu)件。

（3）混凝土塑性塌落引起的裂縫。在大厚度的構(gòu)件中，混凝土澆筑后半小時(shí)到數(shù)小時(shí)即可發(fā)生這種裂縫。其原因是混凝土塑性塌落受到模板或頂部鋼筋的抑制，或是在過分凹凸不平的基礎(chǔ)上進(jìn)行澆筑?；蚴悄０宄料?、移動(dòng)或是斜面澆筑的混凝土向下流淌。

（4）塑性收縮裂縫。這種裂縫發(fā)生在混凝土澆筑后數(shù)小時(shí)，仍處于塑性狀態(tài)的時(shí)刻。在炎熱或大風(fēng)天氣，混凝土表面水分蒸發(fā)過快以及混凝土水化熱高等，都容易產(chǎn)生這種裂縫。這類裂縫的寬度可大可小，小的細(xì)如發(fā)絲，大的可到數(shù)毫米。其長度可由數(shù)厘米到數(shù)米，深度很少超過5cm，但薄板則有可能被其穿透，分布的形狀一般是不規(guī)則的。

（5）堿一骨料反應(yīng)引起的裂縫?；炷良铀韬虾?，水泥中的堿不斷溶解。這種堿液與活性骨料中的活性氧化硅起化學(xué)反應(yīng)，析出膠狀的堿一硅膠。從周圍介質(zhì)中吸水膨脹，其體積可增大到三倍，而使混凝土脹裂。其特點(diǎn)是裂縫中有白色沉淀的膠體，顯雜亂的“地圖”狀。

2.混凝土裂縫的控制措施

由于混凝土裂縫產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，很多時(shí)候表現(xiàn)為上述幾方面原因綜合性作用下導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫?；炷亮芽p的預(yù)防控制措施往往也必須從設(shè)計(jì)方案、施工方案和材料選擇等方面綜合考慮。

2.1在設(shè)計(jì)方面

（1）降低結(jié)構(gòu)約束，做好抗與放的良好結(jié)合，包括漫置后澆帶、施工縫及滑動(dòng)層。

（2）合理確定混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，避免過高設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)帶來混凝土收縮量的增加。

（3）做好設(shè)計(jì)荷載驗(yàn)算，在混凝土結(jié)構(gòu)尺寸變化較大處，適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)結(jié)構(gòu)配筋，提高配筋率。

（4）根據(jù)環(huán)境條件合理確定混凝土鋼筋保護(hù)層厚度。

（5）確定無害裂縫控制寬度。

2.2在施工方面

（1）優(yōu)化混凝土配合比：應(yīng)用減水率大、收縮比率小的高效減水劑或緩凝高效減水劑，大幅度減少用水量。提高混凝土的密實(shí)性；應(yīng)用保水性較好的普通硅膠鹽水泥以及需水量比較小的優(yōu)質(zhì)粉煤灰；連續(xù)級(jí)配的粗骨料，偏粗的中砂；對(duì)厚大體積的混凝土應(yīng)選擇水化熱低的水泥并適量摻加塊石降低混凝土水化熱峰值，減少混凝土收縮，提高混凝土抗拉強(qiáng)度及極限拉伸。

（2）澆筑混凝土前，將基層和模板澆水濕透，避免吸收混凝土中的水分。

（3）厚大體積混凝土施工，采用水化熱溫升控制措施。根據(jù)環(huán)境及混凝土原材料溫度計(jì)算水化熱峰值，延緩溫差梯度與降溫梯度，保證混凝土內(nèi)外溫差控制在20°C以內(nèi)。如盡可能降低混凝土人模溫度，人模溫度控制在比環(huán)境溫度高5°C范圍內(nèi)；盡可能減少結(jié)構(gòu)底板與外側(cè)墻混凝土上澆筑時(shí)間差，減少新老混凝土之間的收縮差；采用竹膠板模板，改善混凝土表面熱交換條件，延遲拆模時(shí)間，減小混凝土降溫速率；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和測溫，采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護(hù)法可有效降低混凝土的溫升值，且可大大縮短養(yǎng)護(hù)周期，即在混凝土中埋設(shè)冷卻管，在混凝土升溫階段通水帶走混凝土水化熱熱量，降低混凝土最高溫升值，頂、底板蓄水養(yǎng)護(hù)，外側(cè)墻噴淋、澆水或涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。內(nèi)孔保濕保溫養(yǎng)護(hù)，冬季保溫養(yǎng)護(hù)等。

（4）振搗克分，澆筑方法得當(dāng)。但應(yīng)避免過振，通常振搗時(shí)間宜為15-30秒。截面厚度相對(duì)較大的構(gòu)筑物，可先澆筑較深部位。為保證施工質(zhì)量，利于混凝土早期散熱，應(yīng)對(duì)厚混凝土進(jìn)行相對(duì)較長的分層施工，每一大層內(nèi)仍須做到斜面分層。根據(jù)泵送大體積混凝土的特點(diǎn)，采用“分段定點(diǎn)，一個(gè)坡度，薄層澆筑，循序推進(jìn)，一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能較好地適應(yīng)泵送工藝，從而提高泵送效率，簡化混凝土的泌水處理，保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時(shí)間。待每層達(dá)到預(yù)定高度后略作停歇。靜止約2-3h后混凝土完成相當(dāng)一部分早期沉縮，及散發(fā)了大量的早期水化熱。此時(shí)再集中覆蓋下一層混凝土，并于兩層混凝土之間進(jìn)行二次振搗，確保深厚混凝土施工質(zhì)量。

（5）強(qiáng)技術(shù)管理，健全混凝土面層質(zhì)量保證體系。如妥善排除澆筑過程中的泌水，初凝前完成抹平工作，終凝前完成壓光工作，隨即噴養(yǎng)護(hù)劑或覆蓋劑及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

3.混凝土裂縫的處理

對(duì)于混凝土裂縫的出現(xiàn)，應(yīng)根據(jù)裂縫的涮查結(jié)果、建筑物重要性、使用功能和裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裂縫危害性分析后，嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求和設(shè)計(jì)認(rèn)可的處理方案對(duì)裂縫進(jìn)行相對(duì)的處理。常規(guī)的處理方法主要有以下四種：

3.1表面處理法

包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度為達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫、不漏水的縫、不伸縮的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)（土工膜或其他防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。

3.2填充法

用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來修補(bǔ)較寬的裂縫（≥0.3mm），作業(yè)簡單，費(fèi)用低。寬度小于0.3mm。深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V型槽，然后做填充處理。

3.3灌漿法

此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

3.4結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法

因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。包括斷面補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等?；炷亮芽p處理效果的檢查包括：修補(bǔ)材料試驗(yàn)；鉆心取樣試驗(yàn)；壓水試驗(yàn)；壓氣試驗(yàn)等。

以上是本人對(duì)混凝土施工過程中產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)裂縫原因分析及控制防御措施，已在很多地施工。