淺談混凝土裂縫原因及技術(shù)措施

（山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西省 太原市 030006）

淺談混凝土裂縫原因及技術(shù)措施

李彥崗

（山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西省 太原市 030006）

隨著我國住房商品化的不斷發(fā)展，建筑物樓板裂縫以及滲漏糾紛問題也日益升級敏感。同時，在基礎(chǔ)澆筑或大型水電設(shè)施的土建工程中，混凝土裂縫問題也不容忽視。但在施工中往往由于受外界與自身溫度變化的影響，出現(xiàn)各種形式的裂縫，嚴重影響建筑物的安全、使用性能和質(zhì)量。

裂縫；混凝土；水化熱

0 引言

隨著我國住房商品化的不斷發(fā)展，建筑物樓板裂縫以及滲漏糾紛問題也日益升級敏感。同時，在一些大型建筑的基礎(chǔ)施工及水電設(shè)施的壩體施工中，大體積混凝土的結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越廣泛。但裂縫的形成不僅僅影響建筑物的外觀質(zhì)量，還會影響建筑物的結(jié)構(gòu)安全及使用性能。因此須從多方分析，著手解決混凝土的裂縫問題就成了眾多工程技術(shù)人員研究和分析的課題。

1 混凝土裂縫的成因分類

混凝土裂縫問題幾乎是不可避免的，盡管如此，我們還是要認真分析并采取措施來減少裂縫。按照裂縫產(chǎn)生的原因混凝土的裂縫主要分為兩大類：即為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。

一般結(jié)構(gòu)性裂縫主要是由荷載引起的，比如承載力不足，可能由設(shè)計、外力、施工不當(dāng)?shù)仍斐?。而非結(jié)構(gòu)性裂縫主要形變而導(dǎo)致的裂縫，最常見的是收縮、溫度和沉降等造成的裂縫。其中收縮和溫度裂縫在實際施工中最常見。尤其是在澆筑大體積混凝土的過程中約占75%以上。

2 裂縫的形貌特點

一般從裂縫的形貌特點可以初步判斷裂縫的原因，比如沉降收縮產(chǎn)生的裂縫一般呈菱形，寬度較大2～5mm，深度至鋼筋表面為止，一般按“綁筋”的方向延伸或出現(xiàn)在鋼筋的箍筋處；干燥收縮裂縫一般是由表及里，逐步發(fā)展為“貫穿”裂縫；塑性收縮一般出現(xiàn)在終凝前，形狀規(guī)則但長短不一，互不聯(lián)通的毛細表面裂縫，外寬內(nèi)窄，大部分是由于天干物燥，風(fēng)速大，養(yǎng)護不到而引起的；溫度裂縫一般是受施工溫差和養(yǎng)護溫差及水泥水化熱大小的影響較大。

3 大體積混凝土的結(jié)構(gòu)特點

大體積混凝土具有“體積大、拉伸變形小”的結(jié)構(gòu)特點，其最小斷面尺寸一般都大于1米以上?；谝陨咸攸c，大體積混凝土極易產(chǎn)生溫度裂縫，主要有以下幾個方面的因素：

（1）水泥水化熱引起的內(nèi)部溫升及溫度應(yīng)力影響。

水泥在水化過程會產(chǎn)生熱量，大體積混凝土內(nèi)部的熱量就會在水化過程中因為很難釋放到外界而熱量聚積，溫度升高。熱量的釋放程度與水泥的品種和混合比有關(guān)。一般混凝土的溫升時間持續(xù)達5天左右。由于混凝土的熱導(dǎo)系數(shù)偏低，聚積的熱量隨著混凝土的凝結(jié)硬化，熱量也在逐漸散失。因此，在降溫過程中產(chǎn)生的體積收縮與混凝土的彈性量、抗拉強度之間的抗衡應(yīng)力越來越強，從而產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。

（2）環(huán)境溫度急劇變化對混凝土的影響。

在不同的季節(jié)施工時，當(dāng)澆注混凝土的溫度與外界氣溫的變化相差較大時，就會產(chǎn)生混凝土內(nèi)部與外界的溫度差異梯度，從而使大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。

（3）混凝土失水收縮引起的變形影響。

混凝土在攪拌混合時，水、水泥、砂石的配比也會對混凝土的裂縫產(chǎn)生影響。尤其是在水分的散失過程中，混凝土塊會發(fā)生干燥收縮，導(dǎo)致變形開裂。

（4）混凝土結(jié)構(gòu)面積承受載荷的影響。

通常情況下，混凝土面積越大，在溫度變化和混凝土收縮時，混凝土的強度與載荷作用的抵抗力就越大，越容易裂縫。因為，結(jié)構(gòu)截面越大，水泥的用量就越多，水化熱產(chǎn)生的溫升就越高，散熱也就越慢。隨著溫度的逐漸散失，熱脹冷縮產(chǎn)生的表面應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強度，就會在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

4 技術(shù)控制措施

（1）控制混凝土的溫升措施。根據(jù)混凝土的溫升原理，在控制混凝土溫升時，盡可能減少降溫和水分蒸發(fā)產(chǎn)生的收縮，減小溫度應(yīng)力，以防止溫升產(chǎn)生裂縫。具體措施如下：

選擇水泥品種時要優(yōu)先考慮低水化熱的水泥，減小水化熱溫升；混合配比時盡可能的在允許范圍內(nèi)選擇大粒徑的粗骨料，不僅可以減少水泥用量，也可減少收縮應(yīng)力；并在配料時添加活性外加劑，如粉煤灰、失水劑等，加速水分蒸發(fā)散失；控制混凝土的水灰比、塌落度、水泥含雜等指標，攪拌時可以加冰降溫，或者人工方法控制出機溫度和澆注溫度，也可以在混凝土澆筑前預(yù)埋冷卻水管，通過冷卻水循環(huán)降低水化熱溫升，從而減小大體積混凝土的內(nèi)外溫差；限制澆注層厚度和最短的澆注間歇期。

（2）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制措施。

混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計因素包括：混凝土等級、水泥用量、混凝土截面、混凝土與鋼筋（或鋼架）的結(jié)構(gòu)等。水泥強度越高，水泥的用量越大，水化熱就越高。所以，在滿足工程強度及標準技術(shù)要求的前提下，要盡可能選用強度等級低的混凝土，充分利用混凝土60天的后期強度。以此降低水泥用量，降低混凝土的溫升，降低養(yǎng)護費用。另外，可以在配筋率、鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計方面合理布置結(jié)構(gòu)截面設(shè)計，盡可能減小溫度收縮的影響。

（3）混凝土結(jié)構(gòu)收縮的控制措施。

混凝土在結(jié)構(gòu)收縮過程中，會產(chǎn)生收縮裂縫，這與混凝土的密實度、與鋼筋的握持力、強度等有關(guān)?？梢酝ㄟ^澆筑時的二次振搗，提高混凝土的抗壓強度；也可以采用二次投料的砂漿裹石或凈漿裹石攪拌新工藝來提高混凝土的密實度。

（4）加強混凝土的養(yǎng)護措施。

為了消除大體積混凝土內(nèi)外溫差和環(huán)境溫度變化造成的影響，應(yīng)根據(jù)施工當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件合理確定澆水養(yǎng)護次數(shù)。一般要早晚各進行一次，覆蓋保濕可以采取用草簾、密封薄膜、濕沙或鋸末等材料覆蓋，也可提高混凝土的表面抗裂能力。混凝土的養(yǎng)護時間至少要保持在兩周以上，甚至更長。

（5）混凝土施工工藝控制措施。

混凝土施工中，除合理配比以外，還應(yīng)嚴格控制施工工藝過程和相關(guān)技術(shù)標準。水泥的7天水化熱應(yīng)小于25kJ/kg；粗骨料的選擇要符合導(dǎo)熱性好、膨脹系數(shù)小的要求，盡可能選用較大的粒徑，細料選用細度模數(shù)高的中砂，可以降低用水量和水泥用量約25 kg/m3左右，減少混凝土水分散失的影響，從而降低水泥水化熱、混凝土溫升和收縮。

（6）加強混凝土的溫升測試監(jiān)測措施。

大體積混凝土的裂縫控制，需要在施工中對混凝土絕熱溫升進行測試。具體可以根據(jù)水泥的用量、水化熱、混凝土比熱、混凝土密度來計算絕熱溫升。溫升檢測是保證混凝土澆注溫度和澆筑后溫升不超過規(guī)定值的主要控制參數(shù)。 如保證混凝土養(yǎng)護中溫差不超過△T25℃。具體可以根據(jù)測量結(jié)果及時調(diào)整養(yǎng)護技術(shù)措施。

5 結(jié)語

通過采取一定的技術(shù)措施和監(jiān)測手段是可以有效控制一些混凝土裂縫的，預(yù)防為主。

G322

A

1007-6344（2017）04-0179-01

李彥崗，男，大學(xué)本科。山西職業(yè)學(xué)院副教授，研究方向為無機非金屬材料。