建筑工程中混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生原因及控制措施

摘要:一直以來(lái),混凝土裂縫是困擾建筑業(yè)多年的質(zhì)量通病,如裂縫較多、較深,將直接影響結(jié)構(gòu)安全。闡述了混凝土裂縫的類型,分析了裂縫形成的主要原因,在此上提出了預(yù)防措施。 

關(guān)鍵詞:混凝土; 裂縫; 成因分析; 質(zhì)量控制 

1 前言 

　　在結(jié)構(gòu)混凝土施工過(guò)程中，混凝土表面常會(huì)出現(xiàn)各種病害，其中混凝土裂縫是很普遍的結(jié)構(gòu)性病害之一。它不僅影響結(jié)構(gòu)的美觀，也會(huì)降低結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度，影響結(jié)構(gòu)的使用性能和使用壽命，給人們的生活、生產(chǎn)帶來(lái)不便。因此，對(duì)引發(fā)結(jié)構(gòu)混凝土裂縫的成因進(jìn)行分析、歸納及采取預(yù)防措施很有必要。 

　　2 混凝土裂縫原因分析 

　　2.1 混凝土的收縮變形。 

　　溫濕度變化當(dāng)溫度變化時(shí)，由于材料熱脹冷縮，房屋各部分構(gòu)件將產(chǎn)生各自不同的變形，引起彼此制約而產(chǎn)生應(yīng)力。因屋面混凝土與墻體的線膨脹系數(shù)不一致，屋面變形較大，當(dāng)屋蓋和墻體之間構(gòu)造處理不當(dāng)，會(huì)使墻體受拉，當(dāng)其剪力和拉應(yīng)力大于砌體的抗剪抗拉強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生溫差裂縫。普通混凝土在空氣中硬結(jié)，濕度發(fā)生變化時(shí)，體積會(huì)有所收縮，由此而在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，在早期混凝土強(qiáng)度較低時(shí)，混凝土收縮值最大。因此，若構(gòu)件早期養(yǎng)護(hù)不良，極易產(chǎn)生收縮裂縫。 

　　2.2 施工方面的因素 

　　2.2.1 施工方面施工工藝不當(dāng)是造成鋼筋混凝土開(kāi)裂的另一個(gè)主要原因。由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多，主要有： 

　　2.2.1.1 水泥、砂、石等質(zhì)量不好是引起裂縫較常見(jiàn)的因素。若工程上用了這些不合格的材料就會(huì)導(dǎo)致“豆腐渣工程”，所以說(shuō)只有把好材料的質(zhì)量關(guān)，工程質(zhì)量才會(huì)在根本上得到保證。 

　　2.2.1.2 混凝土是一種人造混合材料，其質(zhì)量好壞的一個(gè)重要標(biāo)志是成型后混凝土的均勻性和密實(shí)程度。因此混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能使裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。 

　　2.2.1.3 水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因�；炷�土養(yǎng)護(hù)，特別是早期養(yǎng)護(hù)質(zhì)量與裂縫關(guān)系密切。早期表面干燥可使其內(nèi)外溫度較大更容易產(chǎn)生裂縫。 

　　2.2.1.4 模板構(gòu)造不當(dāng)，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過(guò)早拆模等都有可能造成混凝土開(kāi)裂。施工過(guò)程中，鋼筋表面污染，混凝土保護(hù)層太大或太小，澆灌中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。 

　　2.3 混凝土本身的影響。 

　　主要是水泥水化熱過(guò)高,混凝土在澆筑振搗以后,水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生一定的熱量,水化熱聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失,引起急劇升溫,在建筑工程中一般為20―30℃甚至更高。由于結(jié)構(gòu)物在一個(gè)自然散熱條件中,實(shí)際混凝土內(nèi)部的最高溫度多數(shù)發(fā)生在混凝土澆筑的最初3d―5d。隨著混凝土齡期的增長(zhǎng),彈性模量的增高,對(duì)混凝土內(nèi)部降溫收縮的約束也就愈來(lái)愈大,以致產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗這種應(yīng)力時(shí),開(kāi)始出現(xiàn)溫度裂縫。 

　　2.4 環(huán)境氣候的因素。 

　　混凝土結(jié)構(gòu)施工期間,外界氣溫的變化情況對(duì)防止混凝土開(kāi)裂有重大影響。外界氣溫越高,混凝土的澆筑溫度也越高。如果外界溫度下降,會(huì)增加混凝土的降溫幅度,特別是在外界溫度驟降時(shí),會(huì)增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫差,這時(shí)對(duì)混凝土抗裂極為不利。 

　　3 混凝土溫度裂縫控制要點(diǎn) 

　　重視材料的選用。 

　　使用低熱水泥如礦渣水泥和大壩水泥等,能明顯降低混凝土的絕熱溫升,降低混凝土的最高溫度。伴隨減小混凝土內(nèi)表溫差,起到減小溫度應(yīng)力的作用。從而減少產(chǎn)生裂縫的充分條件。水泥水化熱測(cè)定按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥水化熱實(shí)驗(yàn)方法(直接法)》測(cè)定,要求配制混凝土所用水泥7d的水化熱不大于25KJ/kg。為降低水化絕熱溫升、減小體積變形,混凝土一般不宜使用水化熱高水泥,應(yīng)使用水化熱較低的中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥:更不宜使用早強(qiáng)型水泥。因此,在滿足混凝土設(shè)計(jì)要求的前提下,盡量采用低水化熱水泥。其次是優(yōu)化混凝土的配合比,以便在保證混凝土強(qiáng)度及流動(dòng)度條件下,盡量節(jié)省水泥、降低混凝土絕熱溫升。按照基于絕熱溫升控制的綠色高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)四功能準(zhǔn)則對(duì)配合比進(jìn)行優(yōu)化。最后,摻用混合材料以減少用水量、節(jié)約水泥,降低混凝土的絕熱溫升,提高混凝土的抗裂能力。 

　　4 施工階段的裂縫控制措施 

　　4.1 材料選擇和混凝土配合比設(shè)計(jì)方面 

　　4.1.1 根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥品種、等級(jí)，盡量避免采用早強(qiáng)的水泥。 

　　4.1.2 選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。 

　　4.1.3 積極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑目標(biāo)已作為混凝土的第五、六大組份，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。 

　　4.1.4 正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。對(duì)膨脹劑應(yīng)充分考慮到不同品種、不同摻量所起到的不同膨脹效果。應(yīng)通過(guò)大量的試驗(yàn)確定膨脹劑的最佳摻量。 

　　4.1.5 模板構(gòu)造要合理，以防止模板間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫；模板和支架要有足夠的剛度，防止施工荷載作用下，模板變形過(guò)大造成開(kāi)裂，合理掌握拆模時(shí)機(jī)，拆模時(shí)間不能過(guò)早，應(yīng)保證早齡期混凝土不損壞或不開(kāi)裂，但也不能太晚，盡可能不要錯(cuò)過(guò)混凝土水化熱峰值，即不要錯(cuò)過(guò)最佳養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)。 

　　4.1.6 配合比設(shè)計(jì)應(yīng)采用低水灰比、低用水量，以減少水泥用量。配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的澆搗工藝、操作水平、構(gòu)件截面等情況，合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石原料質(zhì)量情況及時(shí)調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)搞好構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作。應(yīng)嚴(yán)格按選定的配合比施工，配制混凝土?xí)r計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確，要嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，攪拌均勻。 

　　4.2 合理安排施工進(jìn)度。對(duì)混凝土澆筑,應(yīng)遵循“同時(shí)澆搗,分層堆累,一次到頂,循序漸進(jìn)”的成熟工藝。在每次澆筑中,又分幾層,其層間的間隔時(shí)間應(yīng)盡量縮短,必須在上層混凝土初凝之前,開(kāi)始澆筑下層混凝土。層間最長(zhǎng)的時(shí)間間隔不大于混凝土的初凝時(shí)間。當(dāng)層間間隔時(shí)間超過(guò)混凝上的初凝時(shí)間。層面應(yīng)按施工縫處理: 

　　4.2.1 消除澆筑表面的浮漿、軟弱混凝上層及松動(dòng)的石子,并均勻露出粗骨料; 

　　4.2.2 在上層混凝土澆筑前,應(yīng)用壓力水沖洗混凝土表面的污物,充分濕潤(rùn),但不得有水; 

　　4.2.3 對(duì)非泵送及低流動(dòng)度混凝土,在澆筑上層混凝土?xí)r,應(yīng)采取接漿措施。 

　　4.3 混凝土的養(yǎng)護(hù)。 

　　為了保證混凝土有適宜的硬化條件,混凝土終凝后,筏板邊緣、剪力墻中間等不易被塑料薄膜完全覆蓋部位,可采用澆水保濕。混凝土升溫階段如果因表面未能完全覆蓋而出現(xiàn)局部干燥時(shí),可澆熱水(40―50℃)濕潤(rùn)表面,防止出現(xiàn)干燥裂縫。降溫階段可澆自來(lái)水養(yǎng)護(hù),保溫保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14天。施工前還應(yīng)再準(zhǔn)備好一層養(yǎng)護(hù)用塑料薄膜和一層再生棉氈,以便根據(jù)環(huán)境氣溫變化情況對(duì)保溫保濕質(zhì)量作以調(diào)整。如果養(yǎng)護(hù)階段混凝土表面溫度過(guò)低,導(dǎo)致溫差過(guò)大,可在混凝土表面采取加熱措施,如碘鎢燈照射。澆筑后的一段時(shí)間內(nèi)對(duì)混凝土內(nèi)部及表面溫度進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè),并根據(jù)溫度的變化情況及時(shí)采取適當(dāng)?shù)谋�溫、保濕養(yǎng)護(hù)措施。 

　　5 結(jié)語(yǔ) 

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工程規(guī)模的擴(kuò)大,施工中混凝土出現(xiàn)逐步增多的趨勢(shì)。混凝土剛度較大,但由于它往往屬于地下隱蔽工程,裂縫的存在將嚴(yán)重影響其正常使用,本文對(duì)混凝土裂縫的控制問(wèn)題進(jìn)行了探討,在工程實(shí)踐中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),嚴(yán)格控制混凝土原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工等各個(gè)環(huán)節(jié),加強(qiáng)管理,盡量避免混凝土裂縫的出現(xiàn),以保證混凝土工程的質(zhì)量。 

　　參考文獻(xiàn) 

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　　［2］ 田曉朋.大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及其預(yù)防控制措施科學(xué)之友,2008年7期.