淺淡混凝土裂縫的產(chǎn)生及預防

徐超

摘要：各類混凝土裂縫的產(chǎn)生、發(fā)展與存在都與設計、混凝土配合比及選材、施工工藝、使用條件等有關。為減少混凝土裂縫對建筑物的影響，保證在設計年限內(nèi)正常使用，應從裂縫的產(chǎn)生原因開始，采取技術措施與管理措施來預防裂縫的產(chǎn)生。

關鍵詞：混凝土；裂縫；預防措施

1 裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 裂縫的分類

根據(jù)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，可分為結構性裂縫和非結構性裂縫兩大類：外荷載作用引起的裂縫和變形變化引起的裂縫。據(jù)有關資料統(tǒng)計工程實踐中結構物的裂縫由變形變化（溫度、收縮、不均勻沉降等）為主引起的約占80%以上，由荷載為主引起的約占20%左右。一般工業(yè)及民用建筑中，寬度小于0.05mm的裂縫對使用（防水、防腐、承重）都無危險性，故視具有小于0.05mm裂縫的結構為無裂縫結構或微裂縫結構，視大于0.05mm裂縫的結構為裂縫結構或宏觀裂縫結構。宏觀裂縫是微觀裂縫擴展的結果。通過不斷改進混凝土施工藝，減少微觀裂縫，防止微觀裂縫擴展。

1.2 設計原因

1、鋼筋錨固長度不滿足要求產(chǎn)生的裂縫。

2、設計時的計算簡圖與實際受力情況不符產(chǎn)生的裂縫。

3、計算理論選擇錯誤，結構構造不當引起的裂縫。

4、構件的剛度不滿足要求，導致結構開裂。

5、平板結構中結構構造不當導致板而開裂。

6、計算模型選擇時，考慮主要應力，忽略次要應力，而忽略部分的應力導致結構中產(chǎn)生的裂縫。

7、設計是未考慮施工方法，由此在結構中引起的裂縫。

8、預制構件連接部分的裂縫。

1.3 混凝土配合比原因

配比設計中水泥等級選用不當，如較高強度混凝土選用低標號水泥，為滿足強度要求水泥用量增大；設計中水泥品種選用不當，如大體積混凝土選用早強水泥等；為滿足現(xiàn)場泵送需求，水膠比過大；借用通用配合比，混凝土強度富余較多，水泥用量大，用水量大。

砂、石級配不合理。黃砂由于價格原因選用細砂甚至于粉砂，造成混凝土收縮增大；碎石生產(chǎn)廠一般規(guī)模較小，提供的碎石不能保證連續(xù)級配，或針片狀等較多，為滿足流動性要求膠合料增加。

混凝土外加劑、摻和料選用品種或摻量不當。各種外加劑都有其特性，如改善混凝土和易性、調(diào)節(jié)凝結時間、提高強度、改善耐久性等。如不能掌握外加劑的特點，單純節(jié)約水泥、增加流動性、加快模板周轉(zhuǎn)會增加混凝土的收縮。

1.4 材料原因

水泥品種原因，普通硅酸鹽水泥早期強度及后期強度都較高，水化熱高；礦渣硅酸鹽水泥早期強度低，水化熱較低，干縮變形大，析水性較大；粉煤灰硅酸鹽水泥早期強度低，水化熱低，干縮較小。水泥等級越高、細度越細早強越高對混凝土開裂影響越大。

配制混凝土時宜選用Ⅱ區(qū)砂，Ⅲ區(qū)宜用強度等級低于C30的混凝土和建筑砂漿，骨料粒徑越細、針片狀顆粒含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。

2 裂縫的控制

2.1 設計措施

地基基礎設計時應滿足承載力要求并充分考慮地基沉降，控制建筑物相對沉降量，或增加基礎剛度以減少不均勻變形。

建筑平面應盡可能避免L形等復雜形式，必要時應采用留置變形縫等減少應力集中出現(xiàn)。

避免結構突變產(chǎn)生應力集中，在易產(chǎn)生應力集中的薄弱環(huán)節(jié)，采取加強措施，如：在現(xiàn)澆樓面板陽角處設置放射狀鋼筋；在易裂的邊緣部位設置暗梁等。

對于樓面、墻板等構件在滿足受力時，應注意鋼筋的直徑和數(shù)量的選擇，鋼筋間距一般不大于15cm 。

在結構設計中應充分考慮施工時的氣候特征，合理設置后澆縫，在正常施工條件下，后澆縫間距20～30m，保留時間一般不小于60天，如不能預測施工時間的具體條件，也可臨時根據(jù)具體情況作設計變更。

2.2 施工配合比設計

施工配合比應根據(jù)使用要求、施工條件、原材料等因素通過試驗確定。如早強還是緩凝、現(xiàn)場工地條件當時的氣溫、保溫養(yǎng)護措施、地上施工還是地下施工，以及工地的管理操作水平等。

根據(jù)設計要求的混凝土強度選擇水泥品種、等級，優(yōu)先選擇普通硅酸鹽水泥，如環(huán)境條件允許可以選擇礦渣水泥。水泥等級應選擇高標號水泥以減少水泥用量，但不應以提高水泥的細度增加強度。

混凝土外加劑主要有加氣劑、塑化劑、防水劑、速凝劑、防凍劑等，在混凝土中摻加各種塑化劑、減水劑、加氣劑等可以在保持良好的工作條件下減少用水量，因此可以減少收縮。過量地摻加塑化劑、減水劑等又會顯著增加收縮。外加劑的摻量應以膠凝材料重量的百分比表示。施工中一般使用復合型減水劑，如YJ-2和JM系列近期工程中使用較多，不僅可以減少水用量，改善混凝土的和易性和流動性，提高混凝土的抗議離析性。

混凝土活性摻合料常選用粉煤灰，部分項目選用石粉。摻和料可代替水泥作為膠凝材料故可降低水化熱，同時可提高混凝土的工作性，應當盡可能利用，特別是對于泵送大體積混凝土，一般限制在15-20%，早期抗裂要求較高的工程，粉煤灰的摻量應限制在較小的范圍內(nèi)。

混凝土應根據(jù)實際采用的原材料進行配合比設計并按普通混凝土拌合物性能試驗方法等標準進行試驗、試配，并滿足混凝土強度、耐久性和工作性的要求，不得采用經(jīng)驗配合比。嚴格控制水灰比，寧可小一些。

混凝土生產(chǎn)時，砂石的實際含水率可能與配合比存在差異，應測定實際含水率并相應地調(diào)整材料用量。

2.3 材料選擇：

混凝土使用水泥應優(yōu)選質(zhì)量、性能較好的生產(chǎn)廠家，選擇含堿量小、水化熱低，耐熱性、抗腐蝕性、抗凍性能好的水泥。

砂、石原材料質(zhì)量波動較大，在施工中經(jīng)常被忽視，主要有含泥量、級配不符合要求，部分地區(qū)選用粉砂作為混凝土拌合用砂，嚴重影響混凝土強度并增加混凝土的收縮。耐久性混凝土應控制混凝土中氯化物、堿的總含量。

混凝土用水泥更換生產(chǎn)廠家或砂、石原材料變化較大時應重新確定配合比。

某城市地鐵站主體施工不同混凝土供應商配合比

兩個配合比施工混凝土現(xiàn)場留置試塊強度和實體檢測強度符合要求。同樣用土工布覆蓋養(yǎng)護，配合比一施工段現(xiàn)場混凝土裂縫控制較好。

配合比一生產(chǎn)場地

材料管理：

分倉存放

有防雨措施

原因分析：

配合比（一）混凝土供應商混凝土預拌砂、碎石、水泥、外加劑材料供應商等均經(jīng)過嚴格比選，定點供應，進行檢查嚴格，施工配合比控制準確，并能根據(jù)工地條件進行試配。

配合比二混凝土供應單位采用面對廣大用戶通用配比，材料控制相對較弱。

2.4 現(xiàn)場施工：

混凝土原材料計量偏差不應超過規(guī)范要求，計量器具應定期校驗，以保持計量準確。生產(chǎn)過程中應定期測定骨料的含水率，當遇雨天或其他原因致使含水率發(fā)生顯著變化時，應增加測定次數(shù)，以便及時調(diào)整用水量和骨料用量，使其符合設計配合比要求。現(xiàn)在多使用商品混凝土，應選擇質(zhì)量穩(wěn)定，信譽好的廠家。

合理布置混凝土澆筑順序，保證混凝土能連續(xù)澆筑并在底層初凝之前將上一層澆筑完畢，防止擾動已初凝的混凝土而出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。當出現(xiàn)意外情況造成底層混凝土已初凝時，則應在繼續(xù)澆筑混凝土之前，用與混凝土同配比水泥漿處理，使新舊混凝土結合緊密，保證混凝土結構的整體性。凝固時間不宜過快，柱、墻、深梁與板等變截面結構宜分層次澆灌。混凝土澆搗時，振動捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，振搗時間以10～15s/次為宜，避免過振或漏振。假設混凝土分層厚度為30cm ，振搗時間為15s/次，50型振搗捧振搗間距為40cm，每立方米混凝土用一個振搗捧需要的振搗時間為：

T=1÷0.3÷（0.4×0.4）×15=312.5（s）≈5.2min

如果混凝土澆筑速度為40m3/h，

N=40×5.2÷60≈3.5（個）

按要求振搗需要3.5個振搗捧不間斷振搗。

澆筑混凝土在第一次振搗后20～30mim后進行二次振搗，在混凝土初凝前進行二次抹面，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。新澆混凝土終凝后，人員在混凝土上部走動無明顯痕跡開始混凝土覆蓋、灑水養(yǎng)護。如混凝土不具備蓄水或流水養(yǎng)護條件，樓面應用土工布、草簾等保水材料覆蓋并澆水養(yǎng)護較好，墻、柱等豎向構件拆模后及時涂刷養(yǎng)護液，以保證混凝土表面濕潤。混凝土澆水養(yǎng)護時間：對采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于7 d；對摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求的混凝土，不得少于14d。

大體積混凝土施工，施工前應進行水化熱計算，采取必要的措施：降低混凝土入模溫度；埋設散熱孔、通水排熱等防止內(nèi)部溫度過高；分層澆筑避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值；表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進行養(yǎng)護，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫。根據(jù)混凝土尺寸布置測溫點，并根據(jù)實測溫度調(diào)整養(yǎng)護措施?；炷敛鹉r間，混凝土梁、板等水平構件拆模前應保證混凝土有足夠強度使構件能承受自重和施工荷載，墻、柱模板拆除時混凝土表面溫度與大氣溫度差別不大。對于地下結構混凝土，盡早回填土，對減少裂縫有利。施工中避免遭遇大風襲擊，引起劇烈水分蒸發(fā)，形成上部和下部或截面中部與邊緣部位硬化不均和差異收縮。注意高溫季節(jié)給硬化帶來的影響，采取適當措施緩凝，炎熱氣溫和日曬能促進混凝土失水。

3、混凝土裂縫的處理

1、表面處理法：包括表面涂抹和表面貼補法

表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不在活動的裂縫。表面貼補法適用于大面積漏水的防滲堵漏。

2、填充法

用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業(yè)簡單，費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫，或是裂縫中有填充物，用灌漿法很難達到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開V型槽，然后作填充處理。

3、灌漿法

次法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

4、結構補強法

因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的砼耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等。

4 結語

裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的施工功能，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，但通過以上對樓屋面裂縫的形式、成因、防治手段的分析可知，只要嚴格按照有關的設計和施工規(guī)范精心設計和嚴格施工，應該能夠大大減少樓屋面裂縫產(chǎn)生的可能性，提高樓屋面的質(zhì)量。我們?nèi)孕鑼炷亮芽p進行認真研究、區(qū)別對待，研究出更合理的方法應對各類混凝土施工裂縫，保證建筑物和構件安全、穩(wěn)定的工作。

參考文獻

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