混凝土質(zhì)量裂縫缺陷控制探析

葉其欽 （晉江市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，福建 晉江 362200）

1 混凝土裂縫產(chǎn)生原因

混凝土抗壓強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度很低，抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/10～1/20之間，而且這個比值隨著混凝土強(qiáng)度等級的提高而進(jìn)一步降低?；炷羶?nèi)的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉極限強(qiáng)度導(dǎo)致混凝土受拉破壞形成裂縫，裂縫從混凝土表面延伸至混凝土內(nèi)部。

混凝土裂縫分為與承載力有關(guān)的受力裂縫以及與收縮和變形等有關(guān)的非受力裂縫兩大類?，F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)在投入使用前，結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)以承受結(jié)構(gòu)自重及施工荷載為主，荷載工況遠(yuǎn)未達(dá)到正常使用的極限狀態(tài)，混凝土裂縫多與結(jié)構(gòu)受力無關(guān)，主要為混凝土溫度、收縮等引起的非受力裂縫。

現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，主要分為以下幾類：①設(shè)計不合理。如結(jié)構(gòu)平面長度過長且未合理設(shè)置后澆帶、板洞周邊及樓板局部平面尺寸突變部位未適當(dāng)配置構(gòu)造加強(qiáng)筋、混凝土內(nèi)應(yīng)力較大部位未適當(dāng)加密鋼筋間距等，導(dǎo)致混凝土在薄弱部位產(chǎn)生溫度、收縮裂縫。②混凝土原材料質(zhì)量存在缺陷。如砂石級配不良，水灰比不合理，外加劑、粉煤灰參量過大，骨料含泥量偏大，水泥非正常膨脹、采用水化熱過大水泥等。③混凝土運(yùn)輸、交貨及成型過程未嚴(yán)格管控。如混凝土等待時間過長，坍落度損失較大，工人隨意加水，振搗不到位或過振，澆筑順序不合理，連續(xù)澆筑間隔時間過長，接茬處理不當(dāng)，澆筑速度過快等。④混凝土未及時養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)不到位?；炷翝仓鬀]有及時覆蓋、澆水養(yǎng)護(hù)，造成混凝土失水過快，引起收縮裂縫。⑤混凝土內(nèi)外溫差較大?；炷镣獠炕蚪Y(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生較大變化，如突發(fā)降水、冷空氣侵襲或日落等致使混凝土結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降,內(nèi)部溫降相對較慢而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時產(chǎn)生溫度裂縫。

2 常見的混凝土裂縫缺陷

現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)以梁、板以及地下室外墻構(gòu)件開裂最為常見。樓板裂縫普遍出現(xiàn)在地下室頂板、高層建筑外墻四角剪力墻轉(zhuǎn)角樓板（沿板角呈45° 斜裂縫）、支座筋未拉通的樓板板面中部（平行于短邊方向的裂縫）等部位，裂縫多表現(xiàn)為板面貫穿板底的貫穿性裂縫，多呈現(xiàn)為溫度、收縮裂縫；梁裂縫常見于跨度、截面尺寸較大的構(gòu)件，主要表現(xiàn)為沿梁側(cè)貫通梁底的豎向貫穿性裂縫；地下室外墻沒有設(shè)置伸縮縫，長度過長，厚度較薄，收縮應(yīng)力太大經(jīng)常出現(xiàn)豎向裂縫，隨著豎向裂縫的產(chǎn)生、增多和混凝土強(qiáng)度增加，裂縫發(fā)展逐漸穩(wěn)定。

3 混凝土裂縫防治措施

①設(shè)計環(huán)節(jié)優(yōu)化鋼筋配置：根據(jù)“細(xì)而密”的原則,減小水平布筋間距,將混凝土中可能產(chǎn)生的收縮應(yīng)力分散；在轉(zhuǎn)角、孔邊配置構(gòu)造加強(qiáng)筋，轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋或網(wǎng)片，突變處做成漸變過渡；適當(dāng)設(shè)置后澆帶等。

②嚴(yán)格控制混凝土原材料質(zhì)量。根據(jù)工程特點、氣候條件、設(shè)計要求、現(xiàn)場施工狀況等，優(yōu)化配合比設(shè)計，控制水灰比、外加劑、粉煤灰及礦粉摻量。合理選用水泥品種，控制水泥入模溫度，選用潔凈且級配良好的砂石，避免含泥量過大，控制堿骨料反應(yīng)。

③加強(qiáng)混凝土運(yùn)輸及交貨質(zhì)量控制。優(yōu)化混凝土運(yùn)輸路線，減少混凝土澆筑等待時間，制定坍落度損失質(zhì)量控制手冊，避免工人隨意加水。

④加強(qiáng)混凝土成型過程質(zhì)量控制。合理安排澆筑順序，避免漏振或過振，做好二次振搗及抹面工作。

⑤加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)。重視混凝土早期養(yǎng)護(hù)，豎向構(gòu)件帶模養(yǎng)護(hù)不少于72h，拆模后及時覆蓋養(yǎng)護(hù)，對采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥等拌制的混凝土，不得少于7d；對摻用緩凝型外加劑、大體積、有抗?jié)B要求的混凝土，不得少于14d；

⑥大體積混凝土選用低水化熱水泥，優(yōu)化配合比，適當(dāng)設(shè)置冷凝管等降溫措施，合理安排混凝土澆筑順序，避免混凝土內(nèi)外溫差超過25°。

4 大體積混凝土質(zhì)量控制案例

我市某醫(yī)院項目，總建筑面積26.3427萬m2，其中直線加速器室處于醫(yī)技樓地下一層，共兩個控制室整體呈對稱分部，平面尺寸17.1m×20.4m，混凝土設(shè)計等級C35，結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。頂板厚度2.5m，側(cè)墻厚度1.2～1.5m，底板厚度1m。混凝土總澆筑量達(dá)1494m3。

圖1 直線加速器室剖面圖

4.1 配合比設(shè)計

為了滿足設(shè)計和施工的要求，確保大體積混凝土工程質(zhì)量優(yōu)良且經(jīng)濟(jì)合理，配合比設(shè)計遵循下述幾條原則：①綜合考慮耐久性、強(qiáng)度、降低水化熱溫升和體積穩(wěn)定性以及混凝土的各方面工作性能確定最終配合比。②選用低水化熱硅酸鹽水泥，采用粉煤灰和礦粉雙摻，雙摻比例控制在1∶1.5（摻合料與水泥比例）。③嚴(yán)格按規(guī)范要求控制砂、石料質(zhì)量，選用細(xì)度模數(shù)為2.6～2.8的中砂，含泥量控制在1%以下，石子宜用級配良好的碎石，粒徑采用5～31.5mm（選用粒徑為5～31.5mm連續(xù)級配的碎石）。④溫控指標(biāo)要求，混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的溫升值不宜大于50℃，混凝土澆筑體的里表溫差不宜大于25℃，混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0℃/d，混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于20℃。經(jīng)過多次試配，混凝土配合比見下表。

4.2 施工過程控制

混凝土施工采用斜面分層施工工藝，分層厚度為500mm，不得大于振動棒長的1.2倍?；炷琳駬v完成后，用長刮尺刮平，最后在終凝前用磨光機(jī)打磨，以防混凝土表面裂縫出現(xiàn)。

圖2 1#、2#布料機(jī)放置位置示意圖

混凝土澆筑順序采用兩臺混凝土泵同時澆筑。1#與2#布料機(jī)位于AB軸的左右兩側(cè)，1#混凝土泵泵送范圍為AC-AB軸/31-34軸及直線加速器室內(nèi)分隔剪力墻柱；2#泵送范圍為AB-X軸/31-34軸。兩臺泵同時澆筑，1#泵從AB交34軸位置開始向左控制室分隔剪力墻柱方向澆筑，分隔剪力墻柱第一層倒完從AB交34點處往左側(cè)剪力墻方向澆筑。2#泵從AB交34軸位置開始往右邊控制室剪力墻方向澆筑，后從后裝機(jī)房位置剪力墻與控制室剪力墻交界位置澆筑后裝機(jī)房剪力墻。往返循環(huán)，每次分層厚度為500mm，要保證整個澆筑段內(nèi)墻體混凝土的高度基本在一個平面內(nèi)，且每次澆筑分層的時間不得大于混凝土的初凝時間。2.5m板厚混凝土澆筑在剪力墻澆筑完成后間隔1～1.5h混凝土初凝前再開始澆筑。澆筑應(yīng)對稱、均衡，由兩側(cè)向中間推進(jìn)。

4.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)采取麻袋加薄膜的保溫措施，減小混凝土內(nèi)外溫差，混凝土中心和外表面的最大溫差嚴(yán)格控制在25℃以內(nèi)。頂板混凝土面采用薄膜覆蓋淋水養(yǎng)護(hù)及在頂板周邊砌筑三皮磚，待砌筑砂漿有強(qiáng)度后放水進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，蓄水深度20mm。外側(cè)墻體采用外包土工布、內(nèi)設(shè)燈光照射等擋風(fēng)保溫措施，模板面采用不間斷淋水養(yǎng)護(hù)。

4.4 溫控措施

本工程采用內(nèi)部降溫外部淋水相結(jié)合的控制方式。直線加速器機(jī)房墻身、頂板鋼筋綁扎完成，在鋼筋網(wǎng)片之間安裝冷卻水循環(huán)降溫管網(wǎng)，用DN40鍍鋅鋼管絲接，鋼管立管可靠固定在墻身鋼筋上。

圖3 循環(huán)水降溫系統(tǒng)

模板未安裝前，在板底面安裝在用DN25的PVC管安裝一套水管噴淋管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)。混凝土澆筑完成之后，不拆除墻模板底部噴淋頭花灑開啟噴水養(yǎng)護(hù)，保持墻面及頂板底模板始終保持濕潤，同時達(dá)到養(yǎng)護(hù)和潤濕模板與混凝土面接觸面的目的。

4.5 溫度監(jiān)測

墻體、頂板點位的布置AC軸墻體設(shè)置3個測溫點，根據(jù)墻長平均分部，中部柱子布置5個測溫點；2500mm厚反梁設(shè)4個測溫點，1300厚板設(shè)置4個測溫點。在混凝土澆筑完成可上人后開始采集數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。在混凝土升溫過程中每次測溫間隔不超過4～6h，在混凝土降溫過程中每次測溫間隔不超過8h。當(dāng)中心溫度接近峰值時或混凝土內(nèi)部溫差過大時，應(yīng)根據(jù)實際需要增加測溫頻率。測溫過程一直持續(xù)到混凝土達(dá)到恒定安全溫度，即混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之差不大于20℃，混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度之差不大于25℃。

混凝土配合比

圖4 循環(huán)水及模板底部噴水養(yǎng)護(hù)圖片

4.6 完成效果

項目模板拆除后，混凝土表面平整光滑，除局部發(fā)現(xiàn)混凝土漏振產(chǎn)生蜂窩麻面外，其他區(qū)域未發(fā)現(xiàn)裂縫等問題，說明混凝土質(zhì)量控制得當(dāng)，取得很好的效果。

圖5 拆模后內(nèi)部效果

5 結(jié)束語

混凝土質(zhì)量決定著建筑工程質(zhì)量及使用壽命，混凝土質(zhì)量控制應(yīng)遵守“設(shè)計是前提、材料是基礎(chǔ)、施工是關(guān)鍵、養(yǎng)護(hù)是保障”的原則，從圖紙設(shè)計、原材料質(zhì)量及配合比控制、施工管控等方面做好質(zhì)量控制。