淺議混凝土施工裂縫的處理

郭靖 郭平凡 王珍

摘要：混凝土裂縫問(wèn)題是當(dāng)前混凝土施工的一個(gè)普遍現(xiàn)象，裂縫形成以后對(duì)混凝土的強(qiáng)度、抗凍性、抗?jié)B性和耐久性都有一定的影響，混凝土裂縫問(wèn)題的研究已經(jīng)成為建筑施工的一門重要課題，也是混凝土施工的核心。

關(guān)鍵詞：混凝土;裂縫;預(yù)防及處理

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，建筑工程的建設(shè)也急劇增加，而在建筑工程中，保證工程質(zhì)量是必須實(shí)行的管理制度，而在建筑工程的施工過(guò)程中，混凝土是建筑施工的重要原材料之一，而在施工過(guò)程中，保證混凝土的質(zhì)量，是防止出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題工程的重要基礎(chǔ)，是確保建筑物不出現(xiàn)裂縫的重要前提，但在施工過(guò)程中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫，而如何正確地處理和避免這類問(wèn)題，本文進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

近年來(lái)我國(guó)高層建筑和超高層建筑發(fā)展十分迅速，在現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑中，超長(zhǎng)、超厚的混凝土日趨擴(kuò)大和復(fù)雜，基礎(chǔ)混凝土體積幾千立方乃至上萬(wàn)立方以上，厚度可達(dá)2m～3m，長(zhǎng)度超過(guò)100m。

由于混凝土體積較大，如果水泥用量較多，會(huì)使混凝土內(nèi)部溫度升高，引起溫度應(yīng)力，造成開(kāi)裂，影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性和抗?jié)B性，直接影響施工質(zhì)量。

一般傳統(tǒng)的控制基礎(chǔ)混凝土裂縫的處理方法是采用設(shè)置伸縮縫或后澆帶、水平分層或垂直分塊、跳倉(cāng)澆筑和混凝土內(nèi)埋水管，但這些方法都存在一些不足，如增加了施工難度、延長(zhǎng)了施工周期，更主要的是影響了結(jié)構(gòu)的整體性、抗?jié)B性。

一、混凝土裂縫形成原因

1.1水泥的水化熱原因

混凝土在澆筑凝結(jié)完成后，產(chǎn)生的水化熱大部分集中在混凝土內(nèi)部，熱量不能得到很快的散發(fā)，這樣使得混凝土內(nèi)部的溫度急劇上升，溫度的變化導(dǎo)致混凝土膨脹和收縮，從而產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。在混凝土澆筑初期，由于它散熱較慢，混凝土的強(qiáng)度較低，對(duì)混凝土水化產(chǎn)生熱量所導(dǎo)致的溫度變化約束不大，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也不大。隨著混凝土強(qiáng)度的增大，混凝土內(nèi)部約束越來(lái)越大，產(chǎn)生了很大的拉伸應(yīng)力，拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度就產(chǎn)生了溫度裂縫。

1.2約束條件的原因

在混凝土內(nèi)部，水泥放熱產(chǎn)生的熱量不能很快散發(fā)，但混凝土表面的熱量則容易散發(fā)，這樣使得混凝土表面溫度和內(nèi)部溫度形成了溫差，并且混凝土的內(nèi)部體積膨脹又受到了表面的約束，在壓力下表面體積收縮，受到內(nèi)部約束，導(dǎo)致拉應(yīng)力。當(dāng)拉伸應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)會(huì)出現(xiàn)貫穿性裂縫。

1.3環(huán)境溫度變化的原因

混凝土在施工時(shí)很容易受外界空氣溫度的影響，環(huán)境溫度的高低直接影響混凝土的冷卻速度，環(huán)境溫度的突然變化會(huì)增加混凝土外部和內(nèi)部的溫度差，溫度差會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度應(yīng)力。混凝土內(nèi)外溫差較大，溫度應(yīng)力也會(huì)較大。

1.4混凝土收縮變形的原因

混凝土進(jìn)行水化反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同程度的體積變形，這種變形大部分是收縮變形，少數(shù)情況為膨脹變形，這主要是膠泥材料的性質(zhì)決定的。

二、混凝土裂縫控制

2.1注意原材料的選擇，根據(jù)混凝土的不同強(qiáng)度和體積，按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行檢測(cè)和試驗(yàn)。

2.1.1原材料的選擇，一是在水泥的選擇上考慮硅酸鹽水泥，該水泥有水化熱較低、抗裂性能好的特點(diǎn);二是在骨料的選擇上盡可能選擇表面清潔、級(jí)配良好的骨料;三是為了提高混凝土的耐久性，減少收縮，降低混凝土的水化熱，提高抗裂性能，適量摻用粉煤灰;四是摻入高效的混凝土添加劑，對(duì)混凝土單位用水量和膠凝材料用量進(jìn)行控制，改進(jìn)混凝土生產(chǎn)過(guò)程中的拌和工藝。

2.1.2混凝土結(jié)構(gòu)，一是在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施，避免集中產(chǎn)生應(yīng)力;二是為了提高混凝土的抗裂能力，采用膨脹混凝土，補(bǔ)償硬化過(guò)程中的收縮。

2.2對(duì)施工方法進(jìn)行優(yōu)化，在澆注混凝土的過(guò)程中，采取措施降低混凝土澆注溫度，提高混凝土的抗裂性。

2.2.1降低澆筑溫度和水化熱，一是在水泥的選用上，盡可能選擇發(fā)熱量低的水泥，減少水化熱引起的絕熱溫升;二是采用改善骨料級(jí)配的方法，在骨料中適當(dāng)摻入較大的塊石，通過(guò)減小砂率等措施來(lái)減少水泥用量，以降低水泥產(chǎn)生水化熱;三是采用降低混凝土水灰比的方法來(lái)降低水化熱;四是在混凝土的攪拌工藝上采用新工藝;五是在混凝土澆筑過(guò)程通過(guò)加入一定比例能夠產(chǎn)生緩凝、減水等作用的摻和料，降低水化熱，推遲延緩熱峰的出現(xiàn)時(shí)間;六是在夏季進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，盡量避免在中午進(jìn)行澆筑。

2.2.2減少混凝土內(nèi)部和表面溫差，在混凝土中采用設(shè)置冷卻水管，通過(guò)冷水或冷氣在管道內(nèi)進(jìn)行內(nèi)部降溫，最大程度降低混凝土內(nèi)部和表面的溫差。

2.2.3加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)，一是澆筑混凝土后，通過(guò)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間等方法，使得混凝土表面慢慢冷卻，在環(huán)境溫度較低時(shí)，應(yīng)該增加混凝土的表面保溫措施;二是混凝土拆除模板后，及時(shí)進(jìn)行土方回填，避免環(huán)境溫度變化造成的裂縫。

2.2.4采取相應(yīng)措施改善約束，一是科學(xué)布置混凝土施工過(guò)程，通過(guò)分塊、分層澆筑的方式，降低溫度的應(yīng)力。同時(shí)，采取相應(yīng)措施縮小約束，增強(qiáng)混凝土的散熱，保證混凝土能夠自由伸縮，釋放溫度應(yīng)力;二是發(fā)散混凝土應(yīng)力，使得應(yīng)力不能集中，通過(guò)增配鋼絲網(wǎng)、鋼筋，在斷面突變處作局部處理，使斷面逐漸過(guò)渡，還可以采用增配抗裂鋼筋等方法發(fā)散應(yīng)力;三是混凝土澆筑時(shí)應(yīng)預(yù)留溫度伸縮縫;四是混凝土澆筑采取平行施工等措施，盡量使相鄰澆注料不能有較大的高差和長(zhǎng)期暴露。

2.3對(duì)混凝土初始溫度進(jìn)行控制的措施

一是降低混凝土澆筑溫度，通過(guò)采取傳統(tǒng)的物理降溫措施進(jìn)行降溫，在混凝土澆筑中減少冷量損失，盡可能避免裂縫的產(chǎn)生;二是對(duì)混凝土后期溫升進(jìn)行控制，在混凝土表面及時(shí)灑水冷卻;三是夏天混凝土澆筑安排在夜間進(jìn)行施工，同時(shí)對(duì)材料采取降溫措施。

三、產(chǎn)生裂縫的處理

通過(guò)采取一定的預(yù)防措施，混凝土可能還會(huì)產(chǎn)生裂縫，對(duì)于這些已經(jīng)產(chǎn)生的裂縫需要進(jìn)行處理，以保證混凝土的使用質(zhì)量。

3.1灌漿法處理

3.1.1灌漿方法及優(yōu)缺點(diǎn)，混凝土灌漿方式有純壓式和循環(huán)式兩種。

3.1.1.1純壓式。這種方法灌漿使用設(shè)備比較簡(jiǎn)單，操作起來(lái)也很方便，但缺點(diǎn)是漿液流動(dòng)狀態(tài)不好，容易產(chǎn)生沉淀。

3.1.1.2循環(huán)式。循環(huán)式灌漿的優(yōu)點(diǎn)是漿液保持流動(dòng)狀態(tài)，可防止水泥沉淀，灌漿效果好。

3.1.2灌漿的主要方法，灌漿方法有全孔一次灌漿法、自上而下分段灌漿法、自下而上分段灌漿法、綜合灌漿法和孔口封閉灌漿法等。

3.2表面修補(bǔ)法，表面修補(bǔ)法是一種比較常見(jiàn)和簡(jiǎn)單的修補(bǔ)方法，較常用的為涂覆法、增加整體面層、壓抹環(huán)氧膠泥等。

3.2.1涂覆法，是用人工或機(jī)械將修補(bǔ)裂縫的材料涂覆于混凝土表面的裂縫，對(duì)表面起到封閉作用。

3.2.2對(duì)整體面層進(jìn)行處理，當(dāng)混凝土表面產(chǎn)生大裂縫，而且當(dāng)面積較大時(shí)，一般在混凝土表面采用增加一層水泥砂漿的方法處理。同時(shí)，還應(yīng)配置雙向鋼絲網(wǎng)。

3.2.3采用環(huán)氧膠泥進(jìn)行處理，對(duì)于產(chǎn)生的裂縫數(shù)量較少，分布較散，裂縫相對(duì)較大，用環(huán)氧膠泥進(jìn)行處理比較合理。

四、結(jié)語(yǔ)

水工混凝土形成溫度裂縫的原因很多，也很復(fù)雜，要根據(jù)不同的施工情況來(lái)分析。通過(guò)采取對(duì)水泥品種的選擇，合理控制水泥用量，適量摻加其他膠凝材料和外加劑，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)，優(yōu)化施工工藝，加強(qiáng)施工后的混凝土養(yǎng)護(hù)等措施，控制和預(yù)防大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生。

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