淺談混凝土裂縫產(chǎn)生的原因與控制措施

邢江

摘 要：在建筑工程中，分項工程非常多，其中比較重要的是建筑混凝土工程。根據(jù)理論與實踐經(jīng)驗的結(jié)合，就混凝土裂縫進(jìn)行了分析研究，提出了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因以及控制措施。

關(guān)鍵詞：混凝土裂縫；原因；控制措施

1 混凝土裂縫的原因

1.1 受力因素引起的開裂

混凝土的受力主要來自三個方面：①直接應(yīng)力的作用；②間接應(yīng)力的作用；③混凝土早期變形產(chǎn)生的應(yīng)力作用。混凝土的早期開裂大多是由混凝土的變形引起的。混凝土的早期變形主要來自于其膠凝材料水化過程中的體積變形，包括膨脹和收縮。鋼筋混凝土產(chǎn)生的膨脹和收縮為限制膨脹和限制收縮。早期限制膨脹對混凝土不僅無害反而有益，它可使混凝土產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，提高其抗裂能力。而混凝土的限制收縮則是一種背向變形，當(dāng)收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度時，混凝土便會開裂。

1.2 施工違反操作規(guī)程形成缺陷和裂縫

如混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)，引起混凝土澆注時坍落度過低，使得在混凝土體積中出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫；混凝土初期養(yǎng)護(hù)時急劇干燥使得在混凝土與大氣接觸面上出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫；模板構(gòu)造不當(dāng)，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等造成混凝土開裂；過早拆模，混凝土尚未建立足夠強度，構(gòu)件在實際施加與自身的重力荷載作用下，容易發(fā)生各種受力裂縫等。高空澆注混凝土，風(fēng)速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大；對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。

1.3 外加劑的負(fù)效應(yīng)

外加劑及摻合料種類繁多，只有強度指標(biāo)缺乏對水化熱及收縮變形影響的長期實驗資料（至少一年），有些試驗資料并不嚴(yán)格，有許多外加劑嚴(yán)重的增加收縮變形，有的甚至降低耐久性。

2 混凝土裂縫控制的措施

2.1 混凝土原材料的質(zhì)量控制

普通混凝土是以膠凝材料（水泥）、水、細(xì)骨料（砂）、粗骨料（石子）、需要時摻入外加劑和礦物摻合料，按適當(dāng)比例配合，經(jīng)過均勻拌制，密實成型及養(yǎng)護(hù)硬化而成的人工石材。

（1）普通混凝土常用水泥有：硅酸鹽水泥、普通硅酸水泥、礦渣塵酸鹽水泥、火山灰質(zhì)酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥。在混凝土施工中，水化熱引起的溫度較高，容易引起溫度裂縫。為此，在施工中應(yīng)選用水化熱較低的水泥，以降低單位水泥使用量。水泥進(jìn)場時應(yīng)對其品種、級別、包裝或散裝倉號、出廠日期等進(jìn)行檢查，并應(yīng)對其強度、安定性及其他必要的性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)驗，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。當(dāng)在使用中對水泥質(zhì)量有懷疑或水泥出廠超過三個月（快硬硅酸鹽水泥直超過一個月）時，應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗，并按復(fù)驗結(jié)果使用。不同品種的水泥，不得混合使用。

（2）砂：按砂的粒徑（或細(xì)度模數(shù)）可分為粗砂、中砂和細(xì)砂。采用中粗砂比采用細(xì)砂每立方米混凝土減少用水量20kg左右，水泥相應(yīng)減少28kg左右，從而降低混凝土的干縮。所用砂的含泥量應(yīng)符合相關(guān)要求。

（3）石子：普通混凝土用石子可分為碎石和卵石。在鋼筋混凝土施工中，粗骨料的最大尺寸與結(jié)構(gòu)物的配筋、混凝土的澆灌工藝有關(guān)，增大骨料料徑可減少用水量，混凝土在收縮和沁水隨之減少，但骨料粒徑增大容易引起混凝土的離析，因此，必須調(diào)整好級配設(shè)計，并在施工中加強振搗。

（4）水：拌制混凝土宜采用飲用水。當(dāng)采用其他水源時，水質(zhì)應(yīng)符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ63）的規(guī)定。

（5）外加劑：為了滿足送到現(xiàn)場的混凝塌落度，若只增加水泥使用量，則會加劇混凝土干燥縮，明顯增大混凝土水化熱，易引起開裂。因此除了調(diào)整級配外，可摻入適量的減水劑。混凝土外加劑按其主要功能分為四類：①改善混凝土拌合物流動性能的外加劑，包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。②調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、早強劑、速凝劑等。③改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。④改善混凝土其他性能的外加劑，包括膨脹劑、著色劑、防凍劑等。外加劑的選用應(yīng)根據(jù)設(shè)計和施工要求，并通過度驗及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。不同品種外加劑復(fù)合使用，應(yīng)注意其相容性混凝土性能的影響，使用前應(yīng)進(jìn)行試驗，滿足要求方可使用。

2.2 混凝土澆筑過程的裂縫控制

混凝土攪拌一般宜由場外商品混凝土攪拌站或現(xiàn)場攪拌部攪拌，應(yīng)嚴(yán)格掌握混凝土配合比，確保各種原材料合格，計量偏差符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，投產(chǎn)順序、攪拌時間合理、準(zhǔn)確，最終確保混土攪拌質(zhì)量滿足設(shè)計、施工要求。當(dāng)摻有外加劑時，攪拌時間適當(dāng)延長。

（1）混凝土在運輸中不宜發(fā)生分層、離析現(xiàn)象；否則，應(yīng)在澆筑前二次攪拌。要盡量減少混凝土的運輸時間和轉(zhuǎn)運次數(shù)，確?；炷猎诔跄斑\至現(xiàn)場并澆筑完畢。進(jìn)行泵送混凝土配合比設(shè)計。泵送混凝土的坍落度不低于100mm，外加劑主要有泵送劑、減水劑和引氣劑等。

（2）混凝土澆筑前應(yīng)根據(jù)施工方案認(rèn)真交底，并做好澆筑前的各項準(zhǔn)備工作，尤其應(yīng)對模板、支撐、鋼筋、預(yù)埋件等認(rèn)真細(xì)致檢查，合格并做好相關(guān)隱蔽驗收后，才可澆筑混凝土。

（3）在澆筑豎向結(jié)構(gòu)混凝土前，應(yīng)先在底部填以50～100mm厚與混凝土內(nèi)砂漿成分相同的水泥砂漿；澆筑中不得發(fā)生離析現(xiàn)象；混凝土自高處傾落的自由高度，不宜超過2m；當(dāng)澆筑高度超過3m時，應(yīng)采用串筒、溜槽、溜管或振動溜管，使混凝土下落。

（4）澆筑混凝土應(yīng)喧連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)必須間歇時，其間歇時間宜盡量縮短，并應(yīng)在前層混凝土初凝之前，將次層混凝土澆筑完畢；否則，應(yīng)留置施工縫。

（5）大體積混凝土施工過程中溫度控制：溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。在大積混凝土施工過程中了減少混凝土的內(nèi)外溫差，一方面應(yīng)盡可能減少入模溫度。另一方面應(yīng)采取保溫養(yǎng)護(hù)。以減少內(nèi)外溫差。澆筑體的混凝土緩慢降溫時重要環(huán)節(jié)，越慢越好，為混凝土創(chuàng)造充分應(yīng)力松弛的條件，于此同時還要在養(yǎng)護(hù)中使混凝土保持良好的潮濕狀態(tài)，這對增加混凝土強度和減少收縮是十分有利的。

2.3 混凝土的養(yǎng)護(hù)及拆?？刂?/p>

（1）對已澆筑完畢的混凝土，應(yīng)在混凝土終凝前（通常為混凝土澆筑完畢后8～12h內(nèi)），開始進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)。

（2）混凝土采用覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)的時間：對采用硅酸鹽水泥、變通硅酸水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于7d；對火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于14d；對摻用緩凝型外加劑、礦物摻合料或有抗摻性要求的混凝土，不得少于14d。澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于潤濕狀態(tài)，混凝土的養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)與拌制用水相同。

（3）在已澆筑的混凝土強度未達(dá)到1.2Nmm2以前，不得在其上踩踏或安裝模板及支架等。

（4）混凝土的拆模：混凝土的拆模時間可根據(jù)工程部位具體情況（工序要求、施工荷載狀況）確定，應(yīng)盡可能地多養(yǎng)護(hù)一段時間。底模及其支架的拆除必須符合（混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204-2002）中的相關(guān)要求。側(cè)模的拆除對混凝土應(yīng)能保證其表面及棱角不受損傷。

3 結(jié)束語

混凝土是重要的必不可少的建筑材料之一，混凝土具有很多優(yōu)點，但也有很多缺點，混凝土的抗壓強度大而抗拉強度較低，如果設(shè)計施工不當(dāng)則會產(chǎn)生裂縫，輕則影響外觀、產(chǎn)生滲漏；重則嚴(yán)重的裂縫導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)報廢?；炷猎谂c空氣的長期接觸中，由于空氣中的二氧化碳由于裂縫向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散與水泥水化物中的氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鈣，且這種碳化過程隨著時間的推移不斷地深入。當(dāng)碳化深度達(dá)到鋼筋處時，則破壞了鋼筋的鈍化膜，鋼筋沒有鈍化膜的保護(hù)極易發(fā)生銹蝕。鋼筋銹層的體積比原體積膨脹2～4倍，使混凝土從內(nèi)部產(chǎn)生膨脹裂縫，更多的水、空氣進(jìn)入混凝土內(nèi)部引起鋼筋的進(jìn)一步銹蝕，形成惡性循環(huán)，直至結(jié)構(gòu)被破壞。所以必須重視混凝土裂縫的控制。