大體積混凝土裂縫控制及治理技術措施

翟慶堂

（大慶油田房地產(chǎn)開發(fā)有限公司威海分公司，黑龍江 大慶 165300）

在實際工作中經(jīng)常遇到大體積混凝土。例如厚大的混凝土底板，深梁，厚大的樁基承臺；巨型柱，高層建筑的轉換梁或板，防輻射結構。這些大體積混凝土在澆筑時容易產(chǎn)生混凝土變形開裂。在實際工作中通過典型的案例分析，查閱相關文獻資料分析出了大體積混凝土在施工中產(chǎn)生裂縫的主要原因，總結出了裂縫控制及治理的主要技術措施，供從事施工管理的技術人員參考借鑒。

混凝土裂縫裂縫按現(xiàn)象分為塑性收縮裂縫、凝縮裂縫、碳化收縮裂縫、干燥收縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫、張拉裂縫、化學反應裂縫、凍脹裂縫及其它施工裂縫。下面重點談談大體積混凝土在施工階段產(chǎn)生裂縫的原因及治理措施。

1 混凝土裂縫的三類原因

1.1 有外力荷載的直接應力（即常規(guī)計算的主要應力）引起的裂縫

1.2 有結構的次應力（計算未考慮到的結構內(nèi)部應力）引起的裂縫

1.3 由變形變化（溫度、收縮、不均勻沉降等）引起的裂縫

大體積混凝土的裂縫多由上述第三種原因引起。大體積混凝土在施工中產(chǎn)生裂縫的主要原因有水泥的水化熱使混凝土產(chǎn)生的溫度變形：混凝土凝結硬化過程中的收縮。

2 大體積混凝土結構施工階段產(chǎn)生裂縫的主要原因

2.1 水泥水化熱

水化熱引起的絕熱升溫：與混凝土單位體積內(nèi)的水泥用量和水泥品種有關，并隨混凝土的齡期按指數(shù)關系增長，一般10天左右達到最終絕熱升溫。但由于結構自然散熱，實際混凝土內(nèi)部的最高溫度，大約 發(fā)生在混凝土澆筑后3-5天。

2.2 外界氣溫變化

混凝凝土的內(nèi)部=澆注溫度+水化熱絕熱升溫-結構散熱降溫。

外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高；如外界氣溫下降，會增加混凝土的降溫幅度。特別是氣溫驟降時，會增加混凝土內(nèi)外的溫度梯度，對大體積混凝土極為不利。

2.3 混凝土的收縮變形

大體積混凝土結構裂縫控制，除進行計算做到事先控制外，在施工過程中采取有效的施工措施也極為重要。這些都要求：施工中應進行溫度監(jiān)測。

3 針對裂縫產(chǎn)生的原因在大體積混凝土施工時應采取以下技術措施

3.1 控制混凝土升溫

3.1.1 選擇中低水化熱的水泥品種；如32.5級和42.5級礦渣硅酸鹽水泥。

3.1.2 利用混凝土后期強度：指用45天、60天或90天強度替代28天強度作為混凝土設計強度，可減少水泥用量。

3.1.3 摻加木鈣減水劑；摻入水泥用量0.25%的木質素磺酸鈣，可減少約10%的水泥用量。

3.1.4 摻加粉煤灰外摻料；粉煤灰顆粒呈細微小球型，且有一定活性，可替代部分水泥，改善混凝土的流動性。

3.1.5 粗細骨料選擇；石子應選擇用粒徑大、及配好、針、片狀顆粒少的石子；砂宜用中粗砂。可減少水用量和水泥用量。（從而可降低混凝土升溫、減少混凝土收縮）

3.1.6 控制混凝土的出機溫度和澆注溫度?？山档突炷辽郎?，減少混凝土內(nèi)外溫差。對混凝土的出機的溫度影響最大的是石子和水的溫度；澆注溫度是混凝土澆注完成后的溫度（40度以下為宜）。

2延緩混凝土降溫速率可以減小混凝土內(nèi)外溫差，防止混凝土表面裂縫。采用的方法有保濕養(yǎng)護、蓄水養(yǎng)護、拆模后及時回填土等。

3 減少混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸值

3.1 改變混凝土材料和配合比質量；主要是水泥用量、骨料品種和機配、水灰比、骨料含量等。

3.2 改善混凝土施工工藝和施工質量：

混凝土澆注后的“二次振搗”。以增加混凝土、混凝土與鋼筋混凝土的密實性，抗壓強度可提高約10～20%，從而提高混凝土抗裂性；混凝土攪拌的“二次投料砂漿裹石或凈漿裹石工藝”。防止水分集中在石子表面形成水膜，抗壓強度提高約10%，從而也提高了混凝土的極限拉伸值。大體積混凝土在施工中容易產(chǎn)生裂縫，除了采用以上技術措施外，還應該改善構件邊界條件和構造設計。特別應該注意的是大體積混凝土施工過程中應隨時掌握混凝土內(nèi)部溫度、應力變化，現(xiàn)場施工與環(huán)境情況的變化等。應制定《現(xiàn)場控制方案》對大體積混凝土施工進行監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測信息，隨時調整施工方案，做到信息化施工。這樣就能夠控制大體積混凝土在施工過程中的裂縫。

4 混凝土構件產(chǎn)生裂縫治理

4.1 裂縫治理原則

必須充分了解設計者的意圖和技術要求，嚴格遵循設計和施工規(guī)范的有關規(guī)定；應認真分析裂縫產(chǎn)生的原因和性質，根據(jù)不同受力情況和使用要求，分別采取不同的治理方法；裂縫治理應消除造成裂縫的因素，處理后應能保證結構原有的承載能力、整體性、耐久性以及防水、抗?jié)B、保溫、隔熱等建筑功能。處理時要考慮溫度、收縮應力較長時間的影響，以避免處理后再出現(xiàn)新的裂縫；防止進一步損傷結構和構件，盡量避免大動大補，并盡可能保持原來建筑物的外觀；處理方法應從實際出發(fā)，在安全可靠的基礎上?？紤]技術和施工條件的可能性，力求施工簡單易行，安全可靠，經(jīng)濟合理。

4.2 裂縫治理的方法

混凝土結構出現(xiàn)裂縫，有的能破壞建筑結構的整體性，從而降低了構件的剛度，影響結構承載力：有的雖然對承載力沒有多大影響，但會引起鋼筋的銹蝕，降低耐久性，或發(fā)生滲漏，影響使用。因此，應根據(jù)裂縫發(fā)生的原因、性質、大小、部位、結構受力情況和使用要求，區(qū)別情況，及時認真進行治理。一般常用的治理方法有以下幾種：

4.2.1 表面修補法

適用于對結構承載力無影響的表面及深進的裂縫以及大面積細裂縫防滲漏水的處理。表面修補法又分為表面涂抹砂漿法；表面涂抹環(huán)氧膠泥（或粘貼環(huán)氧玻璃布）法；表面鑿槽嵌補法；表面貼條法；扒釘鉚合法

4.2.2 內(nèi)部修補法

適用對結構整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補。一般大體積混凝土構筑物較寬較長裂縫的修補通常采用水泥灌漿法。水泥灌漿法的主要施工工序包括：（1）鉆孔；采用風鉆或打眼機鉆孔，孔距1-1.5米，除淺孔采用騎縫孔外，一般鉆孔軸線與裂縫呈30-45度斜角?？咨顟┻^裂縫面0.5米以上，當有兩排及兩排以上的孔時，宜交錯或呈梅花布置，但應注意防止沿裂縫鉆孔。（2）沖洗；每條裂縫鉆孔完畢后，應進行沖洗，其順序按豎向排列自上而下逐孔進行。（3）止?jié){及堵漏；縫面清洗干凈后，在裂縫表面用1:1-1:2水泥砂漿，或用環(huán)氧膠泥涂抹。（4）埋管；一般用直徑19-38mm、長1.5m的鋼管作灌漿管（鋼管上部加工絲扣）。安裝前應在外壁裹上舊棉絮并用麻絲纏緊，然后旋入孔中。孔口管壁周圍的空隙可用舊棉絮或其它材料塞緊，并用水泥漿或硫磺砂漿封堵，以防冒漿或灌漿管從孔中脫出。（5）試水；用0.1-0.2MPa壓力水作滲水試驗。采取灌漿孔壓水、排氣孔排水的方法，檢查裂縫和管路暢通情況。然后關閉排氣孔，檢查止?jié){堵漏效果，并濕潤縫面，以利于粘結。（6）灌漿：應采用425#以上普通水泥，細度要求6400孔/平方厘米篩孔，篩余量在2%以下。可使用2：1、1:1或0.5:1等幾種水灰比的水泥凈漿或1:0.54:0.3（水泥：粉煤灰：水）水泥粉煤灰漿。灌注壓力一般為0.3-0.5MPa壓完漿孔內(nèi)應充滿灰漿，并填入濕凈砂用棒島實。每條裂縫應按壓漿順序依次進行。當出現(xiàn)大量滲漏情況時，應立即停泵堵漏，然后再繼續(xù)壓漿。

4.2.3 結構加固法

適用于對整體性、承載能力有較大影響的表面損壞嚴重的，表面、深進及貫穿性裂縫的加固處理。一般方法有圍套加固法；鋼箍加固法；預應力加固法；粘貼加固法；噴漿加固法。

鋼筋混凝土構件除了在施工階段產(chǎn)生裂縫外，因荷載變化、持久強度也能使混凝土構件產(chǎn)生裂縫，構件的裂縫寬度在規(guī)范容允許裂縫寬度內(nèi)不需要治理?；炷亮芽p的控制貫穿于設計、施工的過程中。特別在施工過程中控制由于溫度引起的混凝土的變形開裂尤為重要。

[1]全國一級建造師執(zhí)業(yè)資格考試用書編寫委員會編寫的《建筑工程管理與實務》

[2]建筑工業(yè)出版社出版的《建筑施工手冊》.

[3]建筑工業(yè)出版社出版的《建筑材料應用技術規(guī)范》