淺談大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及控制措施

【摘要】通過(guò)多年的施工經(jīng)驗(yàn)，查閱有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力資料，發(fā)現(xiàn)大體積混凝土開(kāi)裂后，會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期安全性和耐久性。現(xiàn)從以下幾個(gè)方面對(duì)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和控制裂縫的措施進(jìn)行論述，淺談一下自己的觀點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】混凝土；裂縫；控制

混凝土在工程建設(shè)中具有強(qiáng)度高，可模性好，維護(hù)費(fèi)用低，整體性好，易于就地取材等優(yōu)點(diǎn)，在工程施工中應(yīng)用很廣泛.但混凝土出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象卻一直存在。雖然我們?cè)谑┕ぶ胁扇「鞣N措施，但裂縫的產(chǎn)生卻不能消除。究其原因，主要有混凝土原材料的選用、水泥水化熱、堿骨料反應(yīng)、溫度和濕度、鋼筋銹蝕、混凝土澆筑工藝等因素造成的?，F(xiàn)對(duì)以上因素進(jìn)行分析。

一、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

（一）原材料不合格產(chǎn)生的裂縫

施工單位為了降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，在選用水泥品種時(shí)不根據(jù)混凝土工程的特點(diǎn)、所處的環(huán)境條件及設(shè)計(jì)施工的要求進(jìn)行，在施工中使用不合格材料，比如用低標(biāo)號(hào)的水泥代替高標(biāo)號(hào)的水泥，施工使用收縮性大的硅酸鹽水泥等。這樣會(huì)使水泥用量過(guò)大，增加裂縫產(chǎn)生的機(jī)率。水泥的體積安定性是很重要的一項(xiàng)，假如水泥硬化后出現(xiàn)不均勻的體積變化，會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生膨脹裂縫，這樣就會(huì)降低工程質(zhì)量。粗、細(xì)集料中含泥量過(guò)大，集料顆粒級(jí)配不良，碎石的摻配比例不均勻，粗集料中針片狀含量過(guò)高等。都容易造成混凝土收縮增大，成為混凝土產(chǎn)生裂縫的必然因素。

（二）水泥水化熱產(chǎn)生的裂縫

大體積混凝土在施工過(guò)程中，水泥水化會(huì)釋放出大量水化熱。水化熱引起混凝土澆筑體內(nèi)部溫度劇烈變化，使混凝土澆筑體早期塑性收縮和混凝土硬化過(guò)程中的收縮增大，使混凝土澆筑體內(nèi)部的溫度—收縮應(yīng)力劇烈變化，導(dǎo)致混凝土澆筑體發(fā)生裂縫。

（三）堿骨料反應(yīng)產(chǎn)生的裂縫

堿骨料反應(yīng)是指水泥中的堿性氧化物含量較高時(shí)，會(huì)與骨料中所含的活性二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并在骨料表面生成堿—硅酸凝膠，吸水后產(chǎn)生大的體積膨脹，導(dǎo)致混凝土脹裂的現(xiàn)象。

（四）溫度和濕度產(chǎn)生的裂縫

混凝土在施工階段內(nèi)部溫度和外部溫度不協(xié)調(diào)，會(huì)使混凝土內(nèi)部與外部出現(xiàn)溫差和溫度應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗裂能力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。如養(yǎng)護(hù)不好，時(shí)干時(shí)濕。表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也會(huì)產(chǎn)生裂縫。

（五）鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫

鋼筋在混凝土中堿性環(huán)境內(nèi)部不會(huì)發(fā)生銹蝕，但混凝土處在腐蝕環(huán)境或在空氣中二氧化碳的作用下，生成碳酸鈣和水。碳化使混凝土中的堿度降低，消弱混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用，使得鋼筋銹蝕。碳化會(huì)增加混凝土的收縮，使混凝土抗拉、抗折強(qiáng)度降低，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞。

（六）混凝土澆筑工藝產(chǎn)生的裂縫

在混凝土澆筑時(shí)，不規(guī)范的施工方法和振搗都會(huì)引起裂縫，振搗時(shí)間短或不到位，混凝土不密實(shí)，但振搗時(shí)間長(zhǎng)，石子下沉砂漿浮于表面，收縮不均勻也會(huì)產(chǎn)生裂縫。模板、墊層在澆注混凝土前不灑水或?yàn)⒌奶?，都?huì)引起混凝土的塑性收縮，產(chǎn)生裂縫。多次抹面會(huì)使混凝土的細(xì)骨料浮到混凝土表面，形成水泥漿層，漿層收縮，表面裂縫。少于兩次抹面也會(huì)使混凝土表面收縮造成裂縫。混凝土澆筑完后，養(yǎng)護(hù)時(shí)間要掌握好。養(yǎng)護(hù)是防止開(kāi)裂的重要措施，必須制定養(yǎng)護(hù)方案，派專(zhuān)人養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)最好在混凝土初凝時(shí)開(kāi)始。養(yǎng)護(hù)時(shí)間最好為7天以上。養(yǎng)護(hù)不好會(huì)降低混凝土的抗裂能力。比如：混凝土第一天澆筑完后，未在初凝時(shí)開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，到第二天開(kāi)始澆筑時(shí)，會(huì)出現(xiàn)收縮形成的疏松混凝土。這時(shí)先要將第一天收縮形成的疏松混凝土鑿除后，再開(kāi)始新的澆筑工作，當(dāng)施工人員不注重這一環(huán)節(jié)，沒(méi)徹底鑿除就會(huì)造成板面裂縫。其次，混凝土沒(méi)達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度，施工人員為搶進(jìn)度，過(guò)早的拆模，有的在混凝土沒(méi)終凝的情況下加荷等。這些現(xiàn)象都會(huì)造成混凝土的彈性變形，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

二、控制混凝土裂縫的措施

（一）選擇好的原材料

因?yàn)榇篌w積混凝土施工要求高，所以，選擇好的粗、細(xì)集料、水泥用量及摻合料是有效控制和預(yù)防混凝土裂縫發(fā)生的基礎(chǔ)。

1、粗、細(xì)集料的選擇。粗、細(xì)集料的選擇對(duì)控制混凝土的裂縫有積極作用，在選擇細(xì)集料時(shí)應(yīng)選含泥量小，級(jí)配良好，質(zhì)地堅(jiān)硬，粒徑小于5mm的河沙。選用粗骨料時(shí)，盡量選用質(zhì)地堅(jiān)硬，針片狀含量少，級(jí)配良好的粗骨料，有條件的進(jìn)行堿活性試驗(yàn)。集料要按規(guī)格分別堆放，不得混雜。

2、水泥的選擇。選用水泥時(shí)，應(yīng)能使所配制的混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求，收縮小，和易性好，節(jié)約水泥為原則。對(duì)水泥應(yīng)進(jìn)行品種、強(qiáng)度、證明文件以及出廠時(shí)間等情況的檢查驗(yàn)收。對(duì)受潮或存放時(shí)間超過(guò)3個(gè)月的水泥，重新取樣檢驗(yàn)，并按其復(fù)驗(yàn)結(jié)果使用。對(duì)大體積混凝土宜選用礦渣水泥，火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥?？墒顾嘣诎韬瓦^(guò)程中水化熱釋放變小，用以減少混凝土升溫。

3、混凝土強(qiáng)度的選擇。根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求，選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，普通強(qiáng)度等級(jí)的混凝土宜為270-450千克每立方米，混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土的脆性也就越大，更加容易開(kāi)裂。所以，在選擇混凝土強(qiáng)度時(shí)盡量避免采用早期強(qiáng)度高的。

（二）選擇好的施工溫度

施工溫度對(duì)混凝土的裂縫起到至關(guān)重要的作用，施工溫度控制不好，就會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫，將溫差控制在20-25℃范圍內(nèi)，就不會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。在保證混凝土強(qiáng)度的情況下，少用水泥就可以降低混凝土入模溫度，減少混凝土出現(xiàn)裂縫的機(jī)率。在施工溫度高時(shí)，可在砂石料場(chǎng)，運(yùn)輸設(shè)備上搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽(yáng)裝置，在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降低混凝土澆筑溫度。采取以上措施可減少裂縫的產(chǎn)生。

（三）選擇好的混凝土澆筑工藝

混凝土工程施工前，宜對(duì)施工階段混凝土澆筑體的溫度、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，確定施工階段大體積混凝土澆筑體的升溫峰值、里表溫差及降溫速率的控制指標(biāo)，制定相應(yīng)的溫控技術(shù)措施。同時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用預(yù)拌混凝土的方法，預(yù)拌混凝土?xí)r要符合GB/14902的規(guī)定，要制定好混凝土制備的技術(shù)操作規(guī)程和質(zhì)量控制措施，方可施工。

混凝土施工時(shí)，應(yīng)符合規(guī)范《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496）的規(guī)定?；炷翝仓桨缚蛇x擇整體分層連續(xù)澆筑施工或推移式連續(xù)澆筑施工方式，保證結(jié)構(gòu)的整體性。

開(kāi)始澆筑時(shí)，試驗(yàn)檢測(cè)人要在施工現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的澆筑工藝、操作水平、構(gòu)件截面情況，合理選擇混凝土配合比及坍落度和砂率。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石材料質(zhì)量及含水量調(diào)整施工配合比，同時(shí)在滿足施工要求的情況下，盡量采用較小的混凝土坍落度，基礎(chǔ)和樓板及屋面用的坍落度在120MM，柱、墻用的混凝土坍落度在150MM。在滿足工作性要求的前提下，采用較小的砂率。試驗(yàn)檢測(cè)人員必須協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員做好構(gòu)件的澆筑工作。

澆灌振搗時(shí)，在振動(dòng)界限以前進(jìn)行二次振搗，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成水分和空隙，提高混凝土和鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減少內(nèi)部微裂，增加混凝土密實(shí)度，使混凝土抗壓強(qiáng)度提高，從而提高抗裂性。

三、結(jié)束語(yǔ)

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因復(fù)雜，危害也很大直接影響工程質(zhì)量、進(jìn)度、安全、功能、使用壽命等。為了避免有害裂縫的出現(xiàn)，確保工程質(zhì)量.在施工中盡可能采取有效的技術(shù)和施工措施，減少裂縫或降低裂縫產(chǎn)生的數(shù)量和寬度。同時(shí)，我們必須高度重視，在工程實(shí)踐中以預(yù)防控制為主，若構(gòu)件出現(xiàn)裂縫要認(rèn)真分析原因，并采取相應(yīng)措施妥善處理。只有這樣工程質(zhì)量才能得到保障，只有這樣才能干出一個(gè)個(gè)精品工程。