鋼筋混凝土建筑裂縫成因及抗裂施工處理

黎發(fā)平

（泰寧縣金湖城市建設(shè)投資有限責(zé)任公司， 福建 泰寧 354400）

0 引言

在鋼筋混凝土施工中，開裂問題始終是無法避免的一大難題。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常都是帶有裂縫的，根據(jù)土木工程有關(guān)規(guī)范對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的明確規(guī)定，裂縫的寬度只要不超標(biāo)，且發(fā)展可控，那么可認(rèn)為該構(gòu)件可靠、安全，然而裂縫的產(chǎn)生將會(huì)對(duì)混凝土的耐久性產(chǎn)生較大影響，特別是抗?jié)B性能上則更為明顯。文中根據(jù)泰寧縣迎賓限價(jià)房小區(qū)工程中的實(shí)際問題，選定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象，對(duì)各類裂縫成因進(jìn)行分析，并相應(yīng)提出了抗裂處理措施，以促進(jìn)施工質(zhì)量的提升。

1 鋼筋混凝土建筑裂縫的成因分析

1.1 原材料的影響

混凝土所用的水泥、石、砂、摻合料、外加劑等均會(huì)對(duì)裂縫的發(fā)生與擴(kuò)展造成極大影響，分別為：混凝土裂縫受水泥細(xì)度、等級(jí)高度等的影響較大，若選用混凝土的等級(jí)越高，它的脆性也越大，也越容易造成開裂問題；選用的骨料如果粒徑較小，則混凝土的用水量、用灰量將增大，其收縮量也隨之增大；此外，混凝土的收縮增大，還和含泥量較大的粗細(xì)集料有密切關(guān)聯(lián)，若粗細(xì)集料級(jí)配不滿足設(shè)計(jì)要求，也極易引起混凝土的收縮問題，進(jìn)而導(dǎo)致開裂；混凝土外加劑、摻合料，如果選型及用量不合理，也將引起混凝土產(chǎn)生一定收縮；水泥種類不同，其收縮程度也會(huì)有較大差別，與普通硅酸鹽水泥相比，礦渣硅酸鹽水泥的收縮性更強(qiáng)。

1.2 溫度、濕度裂縫

溫度裂縫的產(chǎn)生主要由混凝土的溫度變化引起，特別是大體積混凝土，當(dāng)溫差較大或表面溫度變化時(shí)都極易引起開裂。在澆筑混凝土后，當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度上升時(shí)會(huì)在其表面出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力，然后冷卻過程中將在其內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)兩種應(yīng)力作用超出混凝土本身承受限度后，便會(huì)使混凝土產(chǎn)生開裂。溫度裂縫的產(chǎn)生通常分三個(gè)階段，即早期、中期和晚期階段。早期階段，由混凝土澆筑到水泥的水化熱被基本釋放，該階段的主要特征有：在該階段，水泥將放出大量水化熱；混凝土結(jié)構(gòu)由于水化熱的放出而使其彈性慢慢消失，在內(nèi)部逐步產(chǎn)生一種內(nèi)應(yīng)力，該內(nèi)應(yīng)力屬于殘余應(yīng)力，如此便為混凝土的開裂提供了條件。中期階段，是由混凝土完成水化熱釋放起始，直至溫度作用結(jié)束，該階段混凝土溫度已完成冷卻，且已實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定，混凝土的這種冷卻通常是由于外界空氣導(dǎo)致，該冷卻作用會(huì)與初期的殘余應(yīng)力結(jié)合，造成混凝土喪失彈性；晚期階段，是在混凝土全部冷卻后，它所引起的應(yīng)力和之前的應(yīng)力進(jìn)行疊加，當(dāng)超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂能力時(shí)，將引起開裂現(xiàn)象的發(fā)生。

1.3 塑性收縮裂縫

塑性收縮裂縫的出現(xiàn)一般是在完成澆筑混凝土后，是由混凝土表面的水蒸發(fā)太快所造成。通常來說，塑性收縮裂縫具有一定的不規(guī)則性，寬窄不同、長短不一，基本都表現(xiàn)為龜裂狀，且裂縫深度通常不超過50mm，大多發(fā)生于混凝土表面位置。它的產(chǎn)生因素主要為：在混凝土澆筑后，由于未及時(shí)采取覆蓋等措施，且此刻剛好為炎熱或大風(fēng)天氣，致使混凝土表面處水分過快蒸發(fā)，而模板和基礎(chǔ)吸水又較快，如此便會(huì)造成混凝土自身由于水熱化的影響而出現(xiàn)急劇收縮，并且此時(shí)的混凝土還未形成自身強(qiáng)度，對(duì)內(nèi)在應(yīng)力還難以抵抗，從而造成開裂的出現(xiàn)。

1.4 鋼筋腐蝕引起開裂

在建筑施工中，鋼筋用量通常都較大。鋼筋混凝土建筑中鋼筋銹蝕開裂與堿骨料反應(yīng)開裂是最為常見的因化學(xué)反應(yīng)而引發(fā)的開裂現(xiàn)象?；炷猎跀嚢钑r(shí)，極易出現(xiàn)堿性離子，且該堿性離子會(huì)和集料內(nèi)活性骨料間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，并引起鋼筋銹蝕，同時(shí)大量吸收四周水分，引起混凝土發(fā)生膨脹，最終造成裂縫的發(fā)生。此裂縫會(huì)引起混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，一般難以補(bǔ)救。所以，在施工中，技術(shù)人員和施工人員必須高度重視堿骨料反應(yīng)和鋼筋腐蝕所引發(fā)的裂縫，并盡可能采取有效措施以避免其發(fā)生。

2 鋼筋混凝土抗裂施工處理方法

2.1 合理選用原材料及用量

粗骨料、水泥、外加劑、細(xì)骨料等原材料應(yīng)合理選用。按照工程條件，盡可能選擇低水化熱、高強(qiáng)度的水泥，禁止選擇安定性較差的水泥；選擇良好級(jí)配、外表粗糙、無堿性反應(yīng)且空隙率較小的粗骨料；細(xì)骨料通常選擇自然砂，應(yīng)采用空隙率小、顆粒粗的 2區(qū)砂；外加劑應(yīng)選擇膨脹劑或減水劑，減少用水量，使水化熱下降，以減小收縮，以達(dá)到優(yōu)化混凝土性能、提升抗開裂能力的效果，并且通過科學(xué)、規(guī)范、正確的使用混凝土收縮補(bǔ)償技術(shù)對(duì)防止鋼筋混凝土收縮開裂具有良好效果，因此在膨脹劑使用過程之中，根據(jù)其摻入量與種類的不同，需通過大量實(shí)踐過程以確定它的合理選型與用量。在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，一般以水泥用量低、用水量少、水灰比低來判定其設(shè)計(jì)是否合理的依據(jù)，并保證準(zhǔn)確的攪拌時(shí)間與投料計(jì)量，任意增加水泥和用水量都應(yīng)被禁止。

2.2 溫度應(yīng)力裂縫處理措施

為了避免由于溫度應(yīng)力而引起的裂縫，可利用溫度控制和優(yōu)化約束條件這兩種方式進(jìn)行處理。溫度控制的措施包括：優(yōu)化骨料級(jí)配，以減少混凝土內(nèi)的水泥使用量，如選擇干硬混凝土，并摻加混合物用料，如添加塑化劑或引氣劑等；在混凝土澆筑中溫度的下降，可通過在混凝土拌和過程中添水或以水對(duì)碎石實(shí)施冷卻；夏天時(shí)由于溫度較高，在混凝土澆筑時(shí)要減小澆筑層厚，以利于澆筑表面迅速散熱；混凝土內(nèi)可預(yù)埋管子，并通入冷水進(jìn)行降溫；冬季時(shí)溫度較低，需對(duì)混凝土的表層實(shí)施保溫措施。優(yōu)化約束條件的對(duì)策有：科學(xué)分塊分縫，防止基礎(chǔ)產(chǎn)生較大起伏；合理設(shè)置施工程序，防止混凝土的長時(shí)間暴露。

2.3 塑性沉降開裂處理措施

對(duì)塑性沉降所引起的開裂問題，應(yīng)通過采取一定措施加以處理，通常可從兩方面著手：首先，在澆筑混凝土后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行覆蓋，以確保其濕度、溫度條件適宜，在必要時(shí)還應(yīng)加大環(huán)境中的濕度，降低混凝土收縮，以避免混凝土裂縫的產(chǎn)生；其次，在施工時(shí)，也應(yīng)嚴(yán)格控制好混凝土的工程質(zhì)量，在符合和易性、可泵性的條件下，盡可能降低出機(jī)塌落度，嚴(yán)格控制好骨料中的泥含量，減小砂率。以確?；炷量蓾M足工程要求，防止發(fā)生塑性沉降開裂現(xiàn)象。此外，通過處理，也可防止有害性物質(zhì)的侵入，從而使混凝土和鋼筋可以相互融合，相互保護(hù)。

2.4 鋼筋銹蝕裂縫處理措施

對(duì)于因鋼筋銹蝕引起的混凝土開裂，應(yīng)嚴(yán)格保證施工圖設(shè)計(jì)的規(guī)范性，并做好對(duì)裂縫寬度限制的規(guī)定，并明確混凝土保護(hù)層的厚度要求，以有效降低鋼筋出現(xiàn)銹蝕。防止因保護(hù)層太厚而致使混凝土的有效高度不足進(jìn)而造成裂紋太寬，同時(shí)，也要盡可能降低因混凝土的保護(hù)層薄而致使鋼筋發(fā)生暴露等問題的發(fā)生，以避免鋼筋因缺少必要防護(hù)進(jìn)而引起銹蝕。此外，還需嚴(yán)格管理好混凝土的水灰比，并保證振搗充分進(jìn)而使混凝土能夠更均衡，密實(shí)性更好，同時(shí)有效降低 O2及CO2侵入混凝土內(nèi)。另外，要嚴(yán)格限制外加劑用量，以有效防止氯化物及其它強(qiáng)腐蝕性氣體侵入，引起鋼筋的銹蝕。

3 結(jié)語

在建筑工程施工中，鋼筋混凝土的地位至關(guān)重要，其施工質(zhì)量將對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的總體質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，因此，不論是技術(shù)人員或是施工人員，都必須重視混凝土裂縫的成因，并積極研究針對(duì)性的處理措施，以防止開裂的出現(xiàn)，并及時(shí)做好混凝土的保養(yǎng)與維護(hù)，從而使鋼筋混凝土可以在建筑施工中發(fā)揮出更大作用。

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