混凝土施工裂縫的控制及其預(yù)防

王嵐

（河南理工大學(xué)焦作礦區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站　河南　焦作　454000）

混凝土施工裂縫的控制及其預(yù)防

王嵐

（河南理工大學(xué)焦作礦區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站河南焦作454000）

在建筑施工領(lǐng)域，混凝土的應(yīng)用領(lǐng)域極其的廣泛，在混凝土施工過程中，有很多原因都會造成裂縫，在一定程度上影響著混凝土的質(zhì)量，進(jìn)而影響了建筑物的耐久性以及穩(wěn)定性。本文通過分析混凝土施工裂縫的形成機(jī)理，提出相應(yīng)的解決方法，提高混凝土的質(zhì)量，保證建筑物的穩(wěn)定性和耐久性。

混凝土；施工；裂縫

1　前言

混凝土施工裂縫可能出現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的任何一個部位，如現(xiàn)澆板、樓梯、梁、柱等。裂縫的出現(xiàn)不僅影響建筑的外觀，甚至降低結(jié)構(gòu)的承載力，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過分析裂縫的形成原因，采取相應(yīng)的措施對產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行有效地控制和預(yù)防，盡最大的能力降低混凝土施工裂縫，保證施工質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)的耐久性和穩(wěn)定性。

2　裂縫的形成機(jī)理

混凝土中產(chǎn)生的裂縫是難以避免的，有裂縫的出現(xiàn)，不但影響了建筑的美觀，而且還影響到了建筑的正常使用，大大降低了建筑的穩(wěn)定性和耐久性。我們根據(jù)裂縫的成因，并結(jié)合了實(shí)際的情況，采取相應(yīng)的措施對裂縫進(jìn)行控制和預(yù)防。力學(xué)裂縫和溫度裂縫是常見的混凝土裂縫。

2.1力學(xué)裂縫

力學(xué)裂縫又稱是應(yīng)力裂縫，該類裂縫由收縮產(chǎn)生，如：自身收縮、塑性收縮、碳化收縮、干燥收縮等。在現(xiàn)實(shí)工程中，主要有以下三種表現(xiàn)：①在混凝土硬化的過程中，體積會隨著水分的蒸發(fā)而縮小和減少，而板塊的四周因?yàn)橛兄ё目刂?，不能隨意改變。由于混凝土收縮會引起板快的控制力變大，便會在壓力相對集中的部位產(chǎn)生裂縫；②在拆模的時候，混凝土的強(qiáng)度沒有達(dá)到規(guī)定的數(shù)值，混凝土還沒有達(dá)到最終凝固的效果，使得混凝土樓板發(fā)生一定的彈性變形，在混凝土的早期強(qiáng)度偏低或基本沒有的時候，或者在承受彎、壓、拉應(yīng)力較低的時候，混凝土?xí)霈F(xiàn)一些裂縫；③在施工的過程當(dāng)中，沒有及時的采取有效措施對結(jié)構(gòu)加以保護(hù)，一般情況下，因工種交叉進(jìn)行施工，施工人員在板上行走較為頻繁，而板上層的鋼筋軟且細(xì)，造成鋼筋發(fā)生彎曲變形、下沉，混凝土保護(hù)層發(fā)生破壞，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。

在混凝土硬化的過程中，水泥迅速升溫并不斷向外釋放熱能，有時候也會因?yàn)榛炷猎谟不^程中缺水而出現(xiàn)裂縫。溫度是導(dǎo)致混凝土硬化的最為明顯的一個原因，主要表現(xiàn)在混凝土自身密度小，不易散發(fā)熱量，向混凝土澆水的時候，混凝土遇水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生熱，熱量大量積累在混凝土內(nèi)部不散發(fā)，從而在混凝土表面形成了不同的溫度，不同的溫度相互作用就形成了一種力量；混凝土模型形成之后，混凝土外部的差異會快速降低，從而導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂縫；混凝土內(nèi)部的最高溫度與熱量散發(fā)后的使用溫度或最低溫度的差值，引發(fā)裂縫。

3　混凝土裂縫的預(yù)防措施

3.1力學(xué)裂縫控制措施

在實(shí)際工程中，通常使用的控制力學(xué)裂縫的措施主要有以下四種：

（1）表面處理法。通常的表面處理法主要以表面貼補(bǔ)法和表面涂抹法為主，前者較多用于封堵漏水的裂縫，而后者則恰恰與此相反。

（2）填充法。常常使用可以修補(bǔ)裂縫的混凝土進(jìn)行填充裂縫，裂縫越寬成本越低，相應(yīng)的整體經(jīng)濟(jì)效益也就越高。采用填充法的標(biāo)準(zhǔn)通常是裂縫在0.3mm左右。裂縫直接用于修補(bǔ)材料填充。

（3）灌漿法。此方法是最為通用的方法，并且能夠?qū)⒘芽p處理的很好。傳統(tǒng)的灌注法用壓力為0.2～0.4MPa的壓送設(shè)備向裂縫注入混凝土，閉塞裂縫，具有較好的效果。而新方法采用彈性補(bǔ)縫器向裂縫注入注縫膠，省電方便且效果較好。

（4）結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。多用于因火災(zāi)、負(fù)荷過大或者長久失修而出現(xiàn)的裂縫。結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法又包括許多具體的實(shí)施方法，通常可以采取取樣或者用氣體、水等產(chǎn)生的壓力來進(jìn)行檢測最終的結(jié)果。

以江西省井岡山市和撫州市南豐縣軍峰山作為研究地點(diǎn)，選擇4個樣地(表1)。研究區(qū)域均屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年均溫14.2 ～ 17℃，最低溫-10 ～ -6℃，最高溫38 ～ 39℃，年均降水量為1852.6 ～ 1875 mm。土壤為黃壤，一般為酸性[13]。區(qū)域內(nèi)的典型植被為亞熱帶常綠闊葉林，優(yōu)勢種為馬尾松(Pinus massoniana Lamb.)、木荷(Schima superba Gardn. et Champ.)、長柄雙花木和狗脊蕨(Woodwardia japonica(L. f.) Sm.)等[14]。

3.2溫度裂縫控制措施

減小溫差的具體要求如下：①混凝土的內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)；②混凝土溫度陡降應(yīng)小于10℃。在室外溫度為20～ 30℃時，使用混凝土，其原因主要是因?yàn)樵诖藯l件下，混凝土內(nèi)部與外部的氣壓差減小，有效地防止了因?yàn)闇夭畲蠖纬傻牧芽p，與此同時還降低了施工成本。結(jié)合理論數(shù)據(jù)，將石塊拌入混凝土的模具中，這樣也可以有效的防治因起溫差而引起的裂縫顯現(xiàn)。

3.2.1水泥與水的比列

水泥遇水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)是混凝土內(nèi)外溫度不同的主要原因，適當(dāng)?shù)慕档退嘤鏊螽a(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)的強(qiáng)度，從而就可以降低混凝土表面因內(nèi)外萬毒的不同而行成的溫度差異。相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量數(shù)值見表1所示。

減少水泥遇水后產(chǎn)生熱量的主要方法是：①利用化學(xué)反應(yīng)，在水泥中水泥中C3S、C3A所含的比例越大，則產(chǎn)生熱量的速度也就越快，溫差越久越大。通過上表相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，后兩種水泥因遇水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成的熱量少，因此這兩種水泥通常被需要大量的體積大的混凝土的情況下使用。如果混凝土的外部有強(qiáng)大的壓力則選擇使用膨脹幅度小的水泥。②為了防止水泥水化過快，可以適當(dāng)?shù)奶砑悠渌瘜W(xué)試劑，延緩水泥凝固的速度，延長水泥凝固的時間。③即可以降低水泥遇水產(chǎn)生的熱量又可以延緩水泥水化的速度的方法是利用粉煤灰，將其拌入水泥中，使其產(chǎn)生化學(xué)方應(yīng)。④在特定的條件下，可以利用堅硬的石頭較小混凝土膨脹的幅度。

表1　水泥水化熱（單位：kJ/kg）

表2　巖石的線膨脹系數(shù)

表2通過實(shí)驗(yàn)描述了巖石的物理性質(zhì)?？梢酝ㄟ^將骨料之間的間距縮短來見小減弱混凝土的收縮強(qiáng)度，把巖石都要構(gòu)成成分砂礫控制在一定的單位范圍內(nèi)。選擇粗骨料的時候盡量挑選粒徑大的的粗骨料節(jié)約成本的同時減少水泥與水產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)。一定的混凝土中盡量在標(biāo)準(zhǔn)以及要求內(nèi)提高水以及水以及水泥的利用率，這也可以有效地減緩混凝土縮水現(xiàn)象。

3.2.2利用石塊吸熱

石塊具有吸收熱量的性能，在一定的混凝土中按照合理比例摻入一定數(shù)量的石塊，石塊在吸收熱量的同時也可以降低混凝土的使用，從成本這一塊來看，節(jié)約了成本。然而在摻入石塊的時候，要嚴(yán)格控制石塊的大小，強(qiáng)度等必須在合理范圍內(nèi)。

3.2.3合理的入模溫度

混凝土入模和出模的溫度都有嚴(yán)格的控制，前者一般是28℃以內(nèi)，后者一般要求在25℃之內(nèi)。若施工的時間是在夏季，也需要注意避免混凝土因太陽照射產(chǎn)生過高的溫度，調(diào)和水泥的水的溫度也不宜過高。

3.2.4調(diào)節(jié)氣溫差異

提高混凝土外部熱量，降低混凝土內(nèi)部熱量，通過外蓄內(nèi)降的方式，在外部用水或者各種簾子形成保溫層防止熱量消失，在內(nèi)部通常利用環(huán)保節(jié)能的金膠管或者軟膠管采用如圖1的方式利用水吸收熱量的性能降低混凝土內(nèi)部的氣溫。

3.3其他措施

混凝土的拌合嚴(yán)格根據(jù)混凝土配合比，根據(jù)現(xiàn)場集料的含水量以及具體的氣溫條件等調(diào)整配合比，保證混凝土的和易性較好，避免因水用量過多產(chǎn)生的影響結(jié)構(gòu)的美觀和質(zhì)量。加強(qiáng)混凝土施工的管理，保證混凝土拌合的質(zhì)量。

圖1　線路布置形式

作為混凝土是施工中的第一道工序的支模，應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)要求進(jìn)行施工，側(cè)模的設(shè)計應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)梁體進(jìn)行，在滿足要求的前提下，減少直角連接。較小模板表面的阻力。

盡量將混凝土的澆注時間安排在溫度較低的時間，保持混凝土濕潤，混凝土表面覆蓋塑料布，避免產(chǎn)生溫度裂縫。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行振搗，防止因過振戶生混凝土離析，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。

4　結(jié)束語

根據(jù)工程的具體情況、施工環(huán)境等，控制混凝土施工裂縫?；炷亮芽p的控制，是混凝土施工的重點(diǎn)。積極主動采取有效的措施對已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行修復(fù)，預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生，保證混凝土施工的質(zhì)量，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及耐久性的有效措施。

[1]吳岳雄.淺談混凝土施工裂縫的控制與預(yù)防[J].山西建筑，2007（4）.

[2]許建民.混凝土施工裂縫與控制[J].水利與建筑工程學(xué)報，2008（4）.

[3]呂少春.淺析房屋建筑混凝土施工裂縫的有效控制[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2011.

TU755.7

A

1673-0038（2015）07-0051-02

2015-1-31

王嵐（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事工程質(zhì)量監(jiān)督工作。