如何避免和減少混凝土裂縫

洪曉雨

摘 要：對混凝土澆筑后出現(xiàn)的各種裂縫進(jìn)行原因分析，結(jié)合多家建筑企業(yè)施工工程中的實(shí)際經(jīng)驗，針對性地提出多措施的解決辦法。

關(guān)鍵詞：裂縫；解決措施；配合比；級配；養(yǎng)護(hù)

隨著社會的不斷發(fā)展進(jìn)步，混凝土越來越成為人類生活中不可或缺的極其重要的建筑材料，而且廣泛用于全世界各類建筑工程，混凝土構(gòu)筑物現(xiàn)在已經(jīng)成為我們身邊隨處可見的風(fēng)景。

1 干縮裂縫

在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時間或混凝土澆筑完畢后的一周左右，水泥漿中水分的蒸發(fā)會造成干縮裂縫。干縮裂縫還因混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而不同：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約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。影響混凝土干縮變形的主要因素為水泥品種、混凝土的配合比和養(yǎng)護(hù)條件?，F(xiàn)澆較大體積的混凝土平面部位比較多見。

解決措施：一是選用干縮較小的水泥品種：普通水泥的干縮要低于礦渣水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是合理調(diào)整混凝土的配合比：采用低水灰比，低單方水泥和低用水量，同時還宜盡量采用粗砂；在混凝土配合比設(shè)計中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，用時摻入合適的減水劑；嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，混凝土的用水量絕對不能大于配合比設(shè)計所給定的用水量，必要時請有資質(zhì)的技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場配比；有時使用早強(qiáng)劑可適當(dāng)提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，但干縮也隨之加大，因此，應(yīng)以提高抗裂安全為目的，綜合考慮水灰比和早強(qiáng)劑的比例后采取措施。三是施工時應(yīng)掌握正確的振搗方法，確?；炷恋拿軐?shí)，同時還要避免過振搗，以免出現(xiàn)骨料向下、水分提出而產(chǎn)生離析、砂溜現(xiàn)象。四是加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時間。冬季施工時要及時并適當(dāng)延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。五是采用合理的設(shè)計構(gòu)造措施：合理設(shè)置伸縮縫，減輕約束作用，縮小約束范圍[2]。同時薄壁構(gòu)件的配筋采用小直徑，增加布筋密度的方式，以減少干縮裂縫。

2 塑性收縮裂縫

混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生塑性收縮。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)。產(chǎn)生的主要原因為：混凝土在終凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。

解決措施：一是選用干縮值較小、早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，選擇級配良好的砂，減小空隙率和砂率，同時要搗固密實(shí)，以減少收縮量，提高混凝土抗裂度，摻入高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性。三是澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水至濕透，避免吸收混凝土中的水分。四是混凝土澆筑后，對裸露表面應(yīng)及時用潮濕材料覆蓋，認(rèn)真養(yǎng)護(hù)，防止強(qiáng)風(fēng)吹襲和烈日曝曬，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。五是在氣溫高或風(fēng)速大的天氣施工，要設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施，混凝土澆筑后，應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)，使其保持濕潤，大面積混凝土宜澆完一段，養(yǎng)護(hù)一段.在炎熱季節(jié)，要加強(qiáng)表面的抹壓和養(yǎng)護(hù)工作。六、出現(xiàn)裂縫后，如混凝土仍保持塑性，可采取及時壓抹一遍或重新振搗的辦法來消除，再加強(qiáng)覆蓋養(yǎng)護(hù)；如混凝土硬化，可向裂縫內(nèi)裝入干水泥粉，或在表面抹薄層水泥砂漿進(jìn)行處理；對于預(yù)制構(gòu)件，也可在裂縫表面涂環(huán)氧膠泥或粘貼環(huán)氧玻璃布進(jìn)行封閉處理。

3 沉陷裂縫

由于結(jié)構(gòu)、構(gòu)件下面地基軟硬不均，或局部存在軟弱土未經(jīng)夯實(shí)和必要的加固處理，混凝土澆筑后，地基局部產(chǎn)生不均勻沉降而引起裂縫； 現(xiàn)場平臥預(yù)制構(gòu)件底模部分承力在回填土上，由于養(yǎng)護(hù)時浸水局部下沉，而構(gòu)件側(cè)向剛度差，因此在腹桿件或梁的側(cè)面常產(chǎn)生裂縫；模板剛度不足，或模板支撐間距過大或底部支撐在的松軟土上；混凝土未達(dá)到一定強(qiáng)度，過早拆模，都常常導(dǎo)致不均勻沉降裂縫出現(xiàn)；結(jié)構(gòu)各部荷載懸殊較大，未作必要的加強(qiáng)處理，混凝土澆筑后，因地基受力不均勻，產(chǎn)生不均勻下沉，造成結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。另外由于混凝土鋼筋保護(hù)層較薄、混凝土坍落度較大以及混凝土表面收漿不好，也會導(dǎo)致出現(xiàn)沉陷裂縫。

解決措施：一是對松軟土、填土地基，在上部結(jié)構(gòu)施工前進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固，避免直接在軟弱土或填土上平臥制作較薄預(yù)制構(gòu)件。二是保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡，構(gòu)件制作場地周圍應(yīng)做好排水設(shè)施，并注意防止水管漏水或養(yǎng)護(hù)水浸泡地基。四是拆模時間應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行，模板拆除的時間不能太早，且要注意拆模的先后順序。五是在凍土上搭設(shè)模板時要注意采取一定的預(yù)防措施。六、對于載荷懸殊的結(jié)構(gòu)，應(yīng)適當(dāng)增設(shè)構(gòu)造鋼筋予以加強(qiáng)，以避免不均勻下沉造成應(yīng)力集中。如出現(xiàn)沉陷裂縫，應(yīng)根據(jù)裂縫嚴(yán)重程度，進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸烫幚?，如設(shè)鋼筋混凝土圍套、加鋼套箍等。

4 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。混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚集在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，該較大的溫差會造成內(nèi)外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時，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。在混凝土的施工中，當(dāng)溫差變化較大，或者混凝土受到寒潮的襲擊時往往會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫通常只發(fā)生在混凝土表面較淺的范圍內(nèi)。

解決措施：一是合理選擇水泥品種和控制水泥用量以降低水化熱溫升。宜用摻混合材料的硅酸鹽水泥，如礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等，這些水泥水化熱較少。二是減少水泥用量。三是降低水灰比。四是改善骨料級配，選擇合適的砂石級配、采用強(qiáng)度高的骨料或摻入粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低或延緩水化放熱。五是改善混凝土的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的三冷技術(shù)的基礎(chǔ)上采用二次風(fēng)冷新工藝，降低混凝土的澆筑溫度。六是在混凝土中摻入一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，澆筑過程中需要適當(dāng)延長凝結(jié)時間，同時緩凝型減水劑在延緩水泥水化的同時使水化放熱速度減慢，有效降低混凝土內(nèi)部溫升峰值，并能改善混凝土拌和物的流動性、保水性，降低水化熱。七是避開炎熱天氣。盡可能選擇溫度低的季節(jié)澆筑。當(dāng)必須在炎熱天氣澆筑時，可采用冰水或深井水拌制混凝土，對骨料進(jìn)行冰水冷卻，設(shè)置遮陽裝置以降低混凝土攪拌和澆筑溫度。

由于混凝土的本身特性，要想完全避免混凝土變形及裂縫是不現(xiàn)實(shí)的，而且普通鋼筋混凝土的裂縫不一定都是質(zhì)量問題，只要裂縫的寬度符合規(guī)范規(guī)定，都屬正常情況。但我們?nèi)詰?yīng)該采取措施減少混凝土的變形，限制裂縫的寬度。同時對于環(huán)境溫度變化大的構(gòu)件如屋面板和大體積混凝土更應(yīng)重視各類裂縫，以免溫度收縮應(yīng)力和干縮應(yīng)力疊加過大，增大裂縫出現(xiàn)和發(fā)展的趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1]混凝土工程施工技術(shù)，中國鐵道出版社，2009年5月出版.

[2]現(xiàn)代混凝土施工技術(shù)，中國電力出版社，2010年1月出版.