試論混凝土裂縫成因及防治策略

席天一 王建衡

(遼寧誠信建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110015)

一、混凝土工程中常見裂縫

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現(xiàn)出一些非均質(zhì)的特性。常見的裂縫有：

1.干 縮裂縫

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。

2.塑 性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一，互不連貫狀態(tài)。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。

3.溫 度裂縫

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?；炷翝仓螅谟不^程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，（當(dāng)水泥用量在 350～550kg/m3，每立方米混凝土將釋放出17500～27500KJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升達(dá)70℃左右甚至更高）。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。

二、建筑工程混凝土裂縫的成因

1混 凝土內(nèi)外溫差過大

建筑工程添加混凝土是為了提高建筑物的韌性與穩(wěn)定性。但是，在澆筑大體積混凝土或者是在澆筑完畢之后，混凝土都會產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致建筑工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度上升。由于建筑工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度與外部溫度存在較大的溫差，使得大體積混凝土產(chǎn)生了力的作用，混凝土的內(nèi)部無法形成統(tǒng)一的整體。另外，由于在建筑工程當(dāng)中混凝土鋼筋重量的嚴(yán)重短缺，實(shí)際所使用的鋼筋少于鋼筋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的拉應(yīng)力主要是由混凝土的結(jié)構(gòu)所承擔(dān)，因此，對建筑工程的砼質(zhì)量也會產(chǎn)生影響。

2混 凝土收縮

在澆筑混凝土?xí)r，都是使用已經(jīng)拌合好的混凝土，其中含有較多的水分。在風(fēng)與光照的作用之下，混凝土中的水分就會逐漸減少，隨著體積的收縮，就會出現(xiàn)形變。另外，水泥砂漿本身也會出現(xiàn)一定的收縮。但是因?yàn)榛炷帘旧斫Y(jié)構(gòu)當(dāng)中還存在鋼筋，因此，在鋼筋的作用之下，部分混凝土不會發(fā)生形狀變化。這樣會進(jìn)一步變大混凝土拉應(yīng)力，如果超出了最大承載力，就會產(chǎn)生收縮裂縫。

3溫 度突變

在建筑工程混凝土澆筑完畢之后，由于光照影響，使得建筑工程側(cè)面接受到的光照面積會多于其余部分。大面積、高強(qiáng)度的光照就會使得建筑工程內(nèi)部混凝土溫度急劇上升。建筑工程大體積混凝土表面溫度上升，但是大體積混凝土內(nèi)部的變化卻非常細(xì)微，這樣就會出現(xiàn)溫度差，從而出現(xiàn)拉應(yīng)力。當(dāng)然，如果大體積混凝土遇到外界氣溫急劇下降，導(dǎo)致大體積混凝土表面溫度下降，但是內(nèi)部的溫度卻沒有明顯的變化，也會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，久而久之，就會產(chǎn)生溫度裂縫。

三、建筑工程混凝土裂縫的防治措施

1確 定出施工方案

進(jìn)行建筑工程混凝土施工，需要以系統(tǒng)的觀點(diǎn)，統(tǒng)觀全局，能夠?qū)Ω鱾€(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量問題加以統(tǒng)籌，做到混凝土施工技術(shù)的科學(xué)選擇；在規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段，需要由專業(yè)的工程師對工程加以鑒定，制定出合理的方案，把握混凝土施工的基本設(shè)計(jì)理念與基本結(jié)構(gòu)；注重統(tǒng)籌兼顧、謹(jǐn)小慎微的原則，這樣才能從根本上防治混凝土出現(xiàn)裂縫，這只有把握這一原則，才能夠在設(shè)計(jì)與建造時(shí)獲取經(jīng)驗(yàn)，不會再混凝土裂縫問題上留下任何的可能性。

2做 好混凝土材料的選擇

想要從源頭控制混凝土裂縫，就需要站在原材料的角度上來看，混凝土所使用的材料要保持各種作用產(chǎn)生的拉應(yīng)力應(yīng)該比混凝土實(shí)際的抗拉強(qiáng)度小?；诖耍托枰x擇干縮值小、低熱的水泥，避免因?yàn)槭湛s與干縮加劇，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。在選擇原材料性能上，應(yīng)該注意粗細(xì)材料含泥量以及結(jié)構(gòu)密集程度的嚴(yán)格控制，盡可能選擇干縮值小、吸水率小、結(jié)構(gòu)縝密的骨料，適當(dāng)添加減水劑，減少單位的用水量，做好骨料的分配改善，利用低流態(tài)混凝土；另外，還需要考慮到混凝土的熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)電性能、比熱容、干縮率等各個(gè)方面的問題。

3強(qiáng) 化現(xiàn)場施工管理

現(xiàn)場的大體積混凝土施工，就需要做好以下幾點(diǎn)：降低骨料、拌合水的溫度，將混凝土建筑施工選擇在早晚或者是低溫季節(jié)，避免高溫環(huán)境，控制好澆筑時(shí)間，遏制收縮率與干縮率過大的情況出現(xiàn)；為了避免混凝土本身溫度過高而引起裂縫產(chǎn)生，在高溫作業(yè)的時(shí)候，必須將混凝土運(yùn)輸時(shí)間縮短，加大人工對混凝土的覆蓋，做好遮陽隔風(fēng)處理，最大程度地降低混凝土的溫度；強(qiáng)化支撐與模板剛度，模板需要用水均勻濕透，必要時(shí)，模板可以采取干燥吸水；等澆筑完畢之后，應(yīng)該及時(shí)灑水覆蓋，必要時(shí)，在初凝之前還需要進(jìn)行第二次抹壓，在施工期間需要注意施工縫隙處理以及在振動之后的模板移位與振動情況。

4監(jiān) 控大體積混凝土溫度

在監(jiān)控大體積混凝土施工時(shí)，除開對水泥水化熱進(jìn)行測定之外，在澆筑混凝土期間，還需要對表面以及表面之下50～100mm深處的溫度，在每一天8小時(shí)工作班時(shí)，需要進(jìn)行不少于 2次的溫度監(jiān)控。在養(yǎng)護(hù)過程中，需要監(jiān)控內(nèi)外溫度、塊體升降溫、環(huán)境溫度以及降溫速度等。檢測的頻率與規(guī)模的選擇需要考慮到施工工程的重要性以及施工經(jīng)驗(yàn)，在溫度測量時(shí)可以選擇先進(jìn)的儀器測溫方法，比如：有經(jīng)驗(yàn)也可以選擇簡易測溫法。

5開 展大體積混凝土的保養(yǎng)工作

在進(jìn)行大體積混凝土保養(yǎng)中，首先要考慮到水泥的實(shí)際特性，水泥作為水硬性的材料，具備干縮性，在初期硬化時(shí)，如果水分不足，就可能產(chǎn)生混凝土裂縫，為了避免裂縫的產(chǎn)生，就需要強(qiáng)化養(yǎng)護(hù)，定時(shí)做好澆水處理，做好覆蓋；對于因?yàn)闇夭钏鸬牧芽p，就需要采取相應(yīng)的處理措施，溫差變化較大，會加劇收縮與干縮，這一類問題的解決措施是在恰當(dāng)?shù)牟课贿M(jìn)行伸縮縫的預(yù)留；如果裂縫的產(chǎn)生是因?yàn)閼?yīng)力過于集中，一般都是出現(xiàn)在支座或者是板的陰陽轉(zhuǎn)角處，就可以在板面增設(shè)鋼筋網(wǎng)或者是將鋼筋的間距縮小，來解決這一問題；如果是因?yàn)樨?fù)載過早，從而引起了混凝土裂縫，在混凝土還未達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，就提前加荷，就會導(dǎo)致構(gòu)件過載，使得板底出現(xiàn)裂縫，為了避免這一問題，就需要對拆模時(shí)間嚴(yán)格控制，不允許提前加載，就算是未拆模，也不允許在板面上堆載過多。

在混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此對于建筑工程大體積混凝土裂縫而言，只有從設(shè)計(jì)方案出發(fā)、合理選擇混凝土原材料、做好溫度的監(jiān)控、及時(shí)養(yǎng)護(hù)，才能夠有效避免裂縫的出現(xiàn)，才能夠確保工程質(zhì)量不會受到任何的影響。

[1]方漢風(fēng).淺析建筑工程混凝土裂縫成因及防治措施[J]. 建筑建材裝飾 2014年11期

[2]于國臣.建筑施工中裂縫的控制措施與管理淺析[J].改革與開放，2011（04）