淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防和控制

摘要：混凝土裂縫現(xiàn)在已成為質(zhì)量通病，預(yù)防與控制是關(guān)鍵，本文作者結(jié)合多年的施工經(jīng)驗探究了混凝土裂縫的預(yù)防和控制的方法、措施及步驟，以供同行借鑒。

關(guān)鍵詞：混凝土;結(jié)構(gòu)裂縫;預(yù)防;控制

1 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫可分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫是指那些肉眼看不見的裂縫，主要有三種：（1）骨料與水泥粘合面上的裂縫，稱為粘著裂縫;（2）水泥自身的裂縫，稱為水泥裂縫;（3）骨料本身的裂縫，稱為骨料裂縫;微觀裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)中的區(qū)分是不規(guī)則、不貫通的。反之，肉眼看的見的裂縫稱為宏觀裂縫，宏觀裂縫的寬度一般大于0.05mm;宏觀裂縫是微觀裂縫擴展而來的。任何混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，不僅有損外觀，而且影響整體性，降低剛度，并引起內(nèi)部鋼筋的銹蝕，使建筑物達不到設(shè)計的使用年限。

2 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的機理

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因主要有三種：（1）由外荷載引起的裂縫，這是最為普遍的情況;（2）結(jié)構(gòu)次應(yīng)力引起的裂縫，這是由于結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)與計算假設(shè)模型的差異引起的;（3）變形應(yīng)力引起的裂縫，這是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降等因素引起結(jié)構(gòu)變形，當變形受到約束時便產(chǎn)生應(yīng)力，當應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時就產(chǎn)生裂縫。

3 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防與控制

3.1 表面溫差裂縫的預(yù)防與控制

施工中早期常見的溫差引起裂縫有約束裂縫和外約束裂縫。約束裂縫是混凝土澆筑后內(nèi)外溫差過大所致;外約束裂縫是由于降溫時溫差過大引起的。

預(yù)防表面溫差裂縫的措施主要有：

（1）選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配置混凝土。如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥等。

（2）充分利用混凝土的后期強度，減少每立方米混凝土中水泥用量。

（3）使用粗骨科，盡量選用粒徑較大和級配良好的粗骨料、摻加粉煤灰等拌合料或摻加減水劑、改善和易性、降低水灰比、以達到減少水泥用量，降低水化熱的目的。

（4）在基礎(chǔ)內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，通入循環(huán)冷卻水，強制降低混凝土內(nèi)部溫度。

（5）在無筋或少筋的大體積混凝土中，摻加總量不少于20%的大石塊，減少混凝土用量，以達到節(jié)省水泥和降低水化熱的目的。

3.2 混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫的預(yù)防與控制

混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫應(yīng)采取全過程控制，主要措施有：

（1）降低入模溫度。選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土，盡量避開炎熱天氣澆筑混凝土;夏季可采用低溫水或冰水攪拌混凝土，可對骨料噴冷水霧或冷氣，或?qū)橇线M行護蓋或設(shè)置遮陽裝置，以避免日光直曬，運輸工具如具備條件也應(yīng)搭設(shè)遮陽裝置，以降低混凝土拌合物的人模溫度;摻加相應(yīng)的緩凝型減水劑，如木質(zhì)素硝酸鈣;在混凝土入模時，采取措施，加強模內(nèi)熱量的散發(fā)。

（2）加強施工中的混凝土溫度控制。在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫養(yǎng)護，降低溫度應(yīng)力，夏季應(yīng)注意避免曝曬，注重保溫，冬季應(yīng)采取措施，覆蓋保溫，以免發(fā)生急劇的溫度變化。采取長時間的養(yǎng)護，規(guī)定合理的拆模時間，緩解降低溫度的時間和速度，充分發(fā)揮混凝土的“應(yīng)力松馳效應(yīng)”。加強溫度監(jiān)測與管理，實行信息化控制;隨時控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，基面溫差和基地面溫差均控制在20℃以內(nèi)，及時調(diào)整保溫及養(yǎng)護措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不致過大;合理安排施工工序，控制混凝土在澆筑過程中均勻上升;避免混凝土拌合物堆積過大高差，在結(jié)構(gòu)完成后及時回填土，避免其側(cè)面長時間暴露。

（3）改善約束條件，削減溫度應(yīng)力。采取分層或分塊澆筑大體積混凝土，合理設(shè)置水平或垂直施工縫，或在適當?shù)奈恢檬┕ず鬂矌?，以放松約束程度，減少每次澆筑長度的蓄熱量，以防止水化熱的積聚，減少溫度應(yīng)力。

（4）提高混凝土的極限抗拉強度。選擇良好級配的粗、細骨料，嚴格控制其含泥量;加強混凝土的振搗，提高混凝土的密實和抗拉強度，減少收縮變形，保證施工質(zhì)量。采取二次投料法及二次振搗法，澆筑后及時排除表面積水，加強早期養(yǎng)護，提高混凝土早期或相應(yīng)齡期的抗拉強度和彈性模量。在大體積混凝土基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置必要的溫度配筋.在截面突變和轉(zhuǎn)折處以及頂板與墻轉(zhuǎn)折處，孔洞轉(zhuǎn)角及周遍，增加斜面構(gòu)造配筋，以改善應(yīng)力集中，防止裂縫出現(xiàn)。

3.3 混凝土收縮裂縫的預(yù)防與控制

收縮裂縫包括塑性收縮、干燥收縮、沉降收縮。

（1）塑性收縮裂縫多在北方夏季干熱并刮風(fēng)時出現(xiàn)，縫的特點是兩端漸細，長短不等互不連通。產(chǎn)生的原因主要是在塑性狀態(tài)時表面干熱有風(fēng)，水分蒸發(fā)過快，體積急劇收縮;這種蒸發(fā)速度同外界溫度、濕度和風(fēng)速有關(guān)。對塑性裂縫采取的預(yù)防措施是：澆筑后抹完表面應(yīng)立即覆蓋，養(yǎng)護時間可提前至澆筑完混凝土的4小時以內(nèi)灑水;混凝土的水灰比及砂率不宜過大，采用密封保水，澆筑后抹平，蓋塑料膜或噴乳液養(yǎng)生;外模和基底充分濕潤不缺水，終凝前采取二次抹壓，將微裂縫壓光。

（2）干燥收縮裂縫是在養(yǎng)護結(jié)束不再灑水后出理的裂縫，多數(shù)屬于表面性的淺細裂縫，且多沿模板方向分布，是隨溫度的變化面變化，發(fā)展趨勢是由表及里，從小至大逐漸發(fā)展;產(chǎn)生的主要原因是養(yǎng)護不及時、受風(fēng)吹日曬;表面水分蒸發(fā)過快，內(nèi)部溫度變化小，表面干縮變形時受內(nèi)部混凝土約束而產(chǎn)生較大拉應(yīng)力;對這種裂縫采取的預(yù)防控制措施是：加強混凝土的早期養(yǎng)護，延長養(yǎng)護時間。

（3）沉降裂縫的現(xiàn)象多沿主筋的通長方向的表面斷續(xù)出現(xiàn)，裂縫形狀寬且淺，并常在混凝土澆注以后發(fā)生至凝結(jié)后停止;產(chǎn)生的直接原因是在結(jié)構(gòu)澆搗后，骨料顆粒下沉，水分及漿上升，受到鋼筋或預(yù)埋件的阻擋，使混凝土與其分離，混凝土顆粒較大的沉落不均勻、斜坡的混凝土因其重力向下移動而開裂。一般的預(yù)防與控制措施是：選擇配合稠度適宜的低流動性拌和料并振搗密實，對斷面有差別或高度不同的結(jié)構(gòu)，先澆低深處部位.靜停2～3小時再處理斷面，向上接著澆注，在初凝前利用二次振搗或在終凝前二次壓抹收光。

3.4 混凝土沉陷裂縫預(yù)防與控制

沉陷裂縫的位置同沉陷方向相一致，較大的沉陷裂縫一般有錯開距，寬度與沉降值成正比例關(guān)系，產(chǎn)生的原因是地基不均勻沉降或模板剛度不足，支撐間距過大或支撐底部松動等;這種裂縫的預(yù)防與控制措施是：不允許在松軟的回填土上進行基礎(chǔ)施工;模板的剛度必須足夠、牢固支撐;澆注混凝土?xí)r隨時檢查模板及支撐的變化;養(yǎng)護水應(yīng)向外排除，不宜流入基礎(chǔ)和支撐底都浸泡;拆模時間不宜過早，拆除順序要正確。

3.5 混凝土其它裂縫的預(yù)防與控制

在各種預(yù)制構(gòu)件或現(xiàn)澆的其它構(gòu)件中，因多種原因會產(chǎn)生縱向、橫向、水平或斜向的裂縫，尤其是高寬比較大、側(cè)向配筋少，剛度比較差的構(gòu)件較多出現(xiàn)。另外，冬期采用降低冰點的鹽類外加劑如摻量多，加之振搗不密實，會引起鋼筋銹蝕等，產(chǎn)生鋼筋方向裂縫。因此冬期施工禁忌摻入氯鹽外加劑，對施工引起的混凝土裂縫，例如：模板拆模過早、頂板集中堆放重物、鋼筋保護層過小等，應(yīng)積極采取防護與控制措施，模扳拆除時間的控制應(yīng)在現(xiàn)場制作同條件試塊，混凝土達到拆模強度的同條件試塊的抗壓強度值來確定拆模時間。大跨度房間拆模后必須回頂，頂板混凝土強度達到設(shè)計要求強度等級的要求后，方可承受全部使用荷載，頂板不允許集中堆放材料，如必須堆放時應(yīng)墊方木且與模板支撐相對應(yīng)。鋼筋綁扎時，用梯子筋保證鋼筋凈間距及鋼筋保護層的準確，澆注混凝土?xí)r用定距框保證鋼筋不發(fā)生位移，從而保證鋼筋保護層厚度的準確。

參考文獻：

[1]? 王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫的控制[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.1999.

作者簡介：尹立新（1967.5）女，教授級高級工程師，現(xiàn)從事建設(shè)工程管理。

（作者單位：丹東市元寶區(qū)房屋征收中心）